RU2592580C1 - Method of well shaft construction, shaft sinking combine, rock destruction unit and reinforcing support erection device (versions) - Google Patents
Method of well shaft construction, shaft sinking combine, rock destruction unit and reinforcing support erection device (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2592580C1 RU2592580C1 RU2015103007/03A RU2015103007A RU2592580C1 RU 2592580 C1 RU2592580 C1 RU 2592580C1 RU 2015103007/03 A RU2015103007/03 A RU 2015103007/03A RU 2015103007 A RU2015103007 A RU 2015103007A RU 2592580 C1 RU2592580 C1 RU 2592580C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rock
- face
- frame
- mounting frame
- reinforcing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к области горного дела, а именно к технологии строительства вертикальных шахтных стволов горных предприятий и горнопроходческому оборудованию для ее осуществления.The invention relates to the field of mining, and in particular to the technology for the construction of vertical shaft shafts of mining enterprises and mining equipment for its implementation.
Известен способ проходки вертикальных шахтных стволов в обводненных неустойчивых породах, включающий замораживание пород, проведение буровзрывных работ, после которых переходят на механическое разрушение взорванных пород, их механизированную погрузку, крепление шахтного ствола чугунными тюбингами с последующим тампонажем закрепного пространства, причем разрушение пород осуществляют упругими волнами взрыва, равными или меньшими максимально допустимых значений для зон контакта двух пород [Описание изобретения к патенту РФ №2398967 от 23.07.2009, МПК E21D 1/00, E21D 1/12, опубл. 10.09.2010].A known method of sinking vertical shaft shafts in flooded unstable rocks, including freezing rocks, drilling and blasting, after which they switch to mechanical destruction of blasted rocks, mechanized loading, securing the shaft with cast-iron tubing, followed by plugging of the blasting space, and the destruction of rocks is carried out by elastic waves equal to or less than the maximum allowable values for the contact zones of two breeds [Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2398967 from 07/23/2009, IPC E21D 1/00, E21D 1/12, publ. 09/10/2010].
Тщательное, проводимое по специальной методике разрушение пород взрывным способом предотвращает разрыв и деформацию замораживающих колонок, а также повышает надежность ледопородного ограждения ствола. Таким образом, настоящий способ не увеличивает скорость проходки ствола, а декларируемая скорость 45 метров в месяц является достаточно скромным показателем, поскольку теоретическая скорость возведения крепи составляет 90-120 м/мес.Thorough, carried out by a special method, the destruction of rocks by an explosive method prevents tearing and deformation of freezing columns, and also increases the reliability of the ice-rock fence of the trunk. Thus, the present method does not increase the rate of penetration of the trunk, and the declared speed of 45 meters per month is a fairly modest indicator, since the theoretical speed of erection of lining is 90-120 m / month.
Известен способ проходки шахтных стволов по параллельной схеме, включающий разработку забоя в глубину взрывным способом с подъемом технологического оборудования, его последующее опускание, погрузку разрушенной породы и одновременное возведение бетонной крепи на величину шага проходки [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1820001 от 28.02.1990, МКИ5 E21D 5/12, опубл. 07.06.1993].A known method of sinking shaft shafts in a parallel scheme, including the development of a deep bottom by blasting with the lifting of technological equipment, its subsequent lowering, loading of the destroyed rock and the simultaneous erection of concrete lining for the step size of sinking [Description of the invention to the USSR copyright certificate No. 1820001 of 02.28.1990 MKI 5 E21D 5/12, publ. 06/07/1993].
Параллельная схема проходки, реализуемая настоящим изобретением используется частично и только при соблюдении ряда условий. Необходимыми из них являются прекращение взрывных работ и проветривание ствола, спуск технологического оборудования, его центрирование и фиксация, бесперебойная одновременная работоспособность всех единиц технологического оборудования. Несоблюдение даже одного из условий вносит в «параллельную» технологию элемент «последовательности», что снижает эффективность использования комплекса, а периодичность возведения фрагментов (слоев) крепи требует особых условий проведения бетонных работ, включая периодическую поставку раствора в необходимом количестве с заданными свойствами при постепенном увеличении глубины подачи, что требует значительных затрат на получение стабильных качественных характеристик крепи по ее высоте.The parallel driving pattern implemented by the present invention is used in part and only subject to a number of conditions. The necessary ones are the cessation of blasting and ventilation of the barrel, the descent of technological equipment, its centering and fixing, the uninterrupted simultaneous operability of all units of technological equipment. Failure to comply with even one of the conditions introduces an element of “sequence” into the “parallel” technology, which reduces the efficiency of using the complex, and the frequency of erection of fragments (layers) of lining requires special conditions for concrete work, including periodic supply of mortar in the required amount with the desired properties with a gradual increase depth of supply, which requires significant costs for obtaining stable quality characteristics of the lining for its height.
Известна технология сооружения шахтного ствола, осуществляемая соответствующим механизированным комплексом и включающая разработку забоя в глубину буровзрывным или механическим способом одним комплектом технологического оборудования, уборку разрушенной породы с использованием пневматического транспорта другим, независимым от первого, комплектом оборудования, а также сборку и пошаговое возведение армирующей крепи с помощью оборудования первого комплекта [Описание полезной модели к патенту РФ №137573 от 08.07.2013, МПК E21D 1/03, E21D 5/12, опубл. 20.02.2014]. При переходе с буровзрывной технологии проходки на механическую процесс возведения крепи и отгрузки породы не прерывается.A well-known technology for the construction of a shaft shaft, carried out by the corresponding mechanized complex, and including the development of a face in depth using a blasting or mechanical method with one set of technological equipment, cleaning the destroyed rock using pneumatic transport with another, independent of the first, set of equipment, as well as the assembly and step-by-step construction of reinforcing lining with using the equipment of the first set [Description of the utility model to the patent of the Russian Federation No. 137573 of 08/08/2013, IPC E21D 1/03, E21D 5/12, publ. 02/20/2014]. When switching from drilling and blasting technology of sinking to the mechanical process of erecting lining and shipment of rock is not interrupted.
Недостатки буровзрывной технологии проходки стволов описаны выше, при этом при реализации более производительной механической технологии разработки забоя (т.к. отпадает необходимость прекращения работ при проведении взрывных мероприятий) становится невозможно устанавливать крепь до момента смещения проходческого полка в глубину забоя на необходимый шаг, равный, например, сумме высоты тюбингов и требуемого технологического зазора. Таким образом, скорость проходки ствола ограничивается принятой в данной технологии скоростью разработки забоя или скоростью монтажа крепи, а неизбежные технологические перерывы в работе соответствующего оборудования дополнительно приводят к увеличению срока строительства горного предприятия.The disadvantages of the drilling and blasting technology of shaft sinking are described above, while with the implementation of a more productive mechanical technology for developing the face (since there is no need to stop work when carrying out explosive measures), it becomes impossible to install the support until the tunneling regiment is moved to the bottom of the face by the necessary step equal to, for example, the sum of the tubing height and the required technological clearance. Thus, the rate of penetration of the trunk is limited by the speed of development of the face or the speed of installation of the lining adopted in this technology, and the inevitable technological interruptions in the operation of the corresponding equipment additionally lead to an increase in the construction period of the mining enterprise.
Известен способ сооружения вертикальных шахтных стволов тоннелей и метро, включающий разработку забоя в глубину, уборку разрушенной породы, сборку и пошаговое возведение армирующей тюбинговой крепи, осуществляемые в одном технологическом уровне [Описание изобретения к патенту РФ №2141030 от 24.04.1997, МПК6 E21D 1/08, опубл. 10.11.1999].A known method of constructing vertical shaft shafts of tunnels and subways, including the development of a face in depth, cleaning of the destroyed rock, assembly and step-by-step construction of reinforcing tubing lining, carried out at the same technological level [Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2141030 from 04.24.1997, IPC 6 E21D 1 / 08, publ. 11/10/1999].
Учитывая специфику сооружения шахтных стволов, которая ограничена стволами тоннелей и метро, т.е. стволами небольшой глубины в, как правило, стабильных грунтах, настоящий способ не требует высокой скорости проходки и жестких мер по укреплению и герметизации ствола. Именно этим определяется проведение всех работ последовательно в одном технологическом уровне. А герметизация осуществляется установкой герметизирующих прокладок после сборки тюбингов, что дополнительно снижает скорость проходки. В результате, настоящий способ не может быть применен для строительства глубоких стволов.Given the specifics of the construction of mine shafts, which is limited to the trunks of tunnels and subways, i.e. trunks of small depth in, as a rule, stable soils, this method does not require a high penetration rate and tough measures to strengthen and seal the trunk. This is what determines the conduct of all work sequentially at one technological level. And sealing is carried out by installing sealing gaskets after assembling the tubing, which further reduces the rate of penetration. As a result, the present method cannot be applied for the construction of deep trunks.
Как видно, практически все способы сооружения шахтных стволов сводятся к разработке забоя в глубину с, как правило, последовательной уборкой разрушенной породы и, следующей за нею, последовательной сборке и пошаговому возведению армирующей крепи, причем скорость проходки измеряется по наиболее трудоемкому переделу (как правило, это монтаж тюбинговой, а иногда, бетонной крепи, или разработка забоя в глубину), определяющем основные технические характеристики процесса строительства горного сооружения, при этом во внимание не принимается тот факт, что при разработке забоя возможны разнообразные нестандартные ситуации, связанные, например, с ухудшением геологической структуры породы на определенном участке и связанной с этим заменой рабочего инструмента, необходимостью аварийного восстановления разрушенного инструмента и пр., и обязательные мероприятия, связанные с профилактикой оборудования, плановой сменой инструмента, ремонтными работами и др. Если проводимое мероприятие не укладывается в продолжительность осуществляемого базового передела, то время на его реализацию дополнительно увеличивает общее время сооружения шахтного ствола. Таким образом, параметрический резерв повышения скорости проходки находится в пределах 90-120 м/мес - средней скорости возведения армирующей крепи, - что должно являться ориентиром для вновь разрабатываемых технологий.As you can see, almost all methods of constructing mine shafts come down to developing a face in depth with, as a rule, sequential cleaning of the destroyed rock and, subsequent to it, sequential assembly and step-by-step construction of reinforcing lining, and the penetration rate is measured according to the most labor-intensive redistribution (as a rule, this is the installation of tubing, and sometimes concrete lining, or the development of a face in depth), which determines the main technical characteristics of the construction process of a mountain structure, while t from the fact that during the development of the face a variety of non-standard situations are possible, associated, for example, with the deterioration of the geological structure of the rock in a certain area and the associated replacement of the working tool, the need for emergency restoration of the destroyed tool, etc., and mandatory measures related to equipment prevention, planned tool change, repair work, etc. If the event is not within the duration of the basic redistribution, then the time for its implementation tion additionally increases the total construction time of the shaft shaft. Thus, the parametric reserve of increasing the penetration rate is in the range of 90-120 m / month - the average speed of erection of the reinforcing lining - which should be a guideline for the newly developed technologies.
Задача, решаемая первым изобретением группы и достигаемый технический результат, в части способа, заключаются в увеличении скорости проходки вертикальных шахтных стволов и стабилизации качества возведения армирующей (гидроизолирующей) тюбинговой и/или бетонной крепи. Настоящие показатели обеспечиваются за счет реализации в максимальной степени принципа «параллельности» в технологическом процессе проходки шахтного ствола. Кроме этого, при реализации способа увеличивается надежность работы оборудования.The problem solved by the first invention of the group and the achieved technical result, in terms of the method, are to increase the speed of penetration of vertical shaft shafts and stabilize the quality of the construction of reinforcing (waterproofing) tubing and / or concrete lining. These indicators are ensured by the maximum possible implementation of the principle of "parallelism" in the technological process of driving a shaft shaft. In addition, the implementation of the method increases the reliability of the equipment.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в способе сооружения шахтного ствола, включающем этапы разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы, и этапы сборки и пошагового возведения армирующей крепи, каждый этап разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы осуществляют независимо от этапов сборки и установки армирующей крепи, при этом между каждым этапом разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы и соответствующим ему этапом сборки и возведения армирующей крепи поддерживают запас хода технологического оборудования, в виде разработанного в глубину забоя и/или зазора для формирования последующего шага сборки и возведения армирующей крепи в размере по меньшей мере одного шага возведения армирующей крепи.To solve the problem and achieve the claimed technical result in the method of constructing a mine shaft, including the stages of development of the face in depth and cleaning of the destroyed rock, and the stages of assembly and step-by-step construction of reinforcing lining, each stage of the development of the face in depth and cleaning of the destroyed rock is carried out regardless of the stages of assembly and installation of reinforcing lining, while between each stage of the development of the face in depth and cleaning of the destroyed rock and the corresponding stage of assembly and construction of reinforcing lining dderzhivayut reserve of process equipment, as developed at the depth of the bottom and / or clearance to form a further step of assembly and erection of a reinforcing lining at a rate of at least one step of the erection of the reinforcement lining.
Кроме этого:Besides:
- разработку забоя и уборку разрушенной породы осуществляют одновременно и раздельно в технологически самостоятельных зонах;- the development of the face and cleaning of the destroyed rock is carried out simultaneously and separately in technologically independent zones;
- разработку забоя в глубину осуществляют послойно резцами и/или шарошками, и/или гидромолотами;- the development of the face in depth is carried out layer by layer with cutters and / or cones and / or hammers;
- армирующая крепь выполнена тюбинговой и/или бетонной.- reinforcing lining made tubing and / or concrete.
Известен комплекс оборудования для параллельного способа проходки вертикальных шахтных стволов, включающий проходческий полок, подвешенный на канатах лебедок, установленных на поверхности, и опалубку, состоящую из формующей оболочки и поддона. Формующая оболочка подвешена на направляющих канатах для перемещения бадей, поддон выполнен с учетом возможности перемещения его по стволу отдельно от формующей оболочки. При перестановке комплекса оборудования на новую заходку проходческий полок перемещается вместе с поддоном, закрепленным на нем с помощью откидных опор. После распора полка выполняется центрирование и распор поддона посредством гидродомкратов с раздвижными упорами. При ослаблении натяжения направляющих канатов происходит опускание формующей оболочки для бетонирования стенок ствола [См. описание к а.с. СССР №1820001]. Решаемая задача - повышение эффективности использования комплекса.A well-known complex of equipment for a parallel method of driving vertical shaft shafts, including a tunnel shelf suspended on the ropes of winches mounted on the surface, and a formwork consisting of a forming shell and a pallet. The forming shell is suspended on guide ropes to move the tubs, the pallet is made taking into account the possibility of moving it along the barrel separately from the forming shell. When the equipment complex is relocated to a new entry, the tunneling shelf moves with the pallet mounted on it with the help of hinged supports. After expansion of the shelf, centering and spacing of the pallet is carried out by means of hydraulic jacks with sliding stops. When the tension of the guide ropes is weakened, the forming shell is lowered for concreting the barrel walls [See Description to A.S. USSR No. 1820001]. The task at hand is to increase the efficiency of using the complex.
Реализуемый настоящим комплексом способ сооружения шахтного ствола не контролирует объемы извлекаемой породы, что связано со спецификой использования взрывной технологии. В итоге увеличивается объем и масса бетонной крепи со значительным превышением нормативных требований к ней. Это снижает скорость проходки и увеличивает капитальные затраты на строительство. Кроме этого настоящее устройство имеет недостатки, характерные для реализуемого им способа (см. выше). Также комплекс не предназначен для установки тюбинговой крепи, поскольку это существенно сократит скорость сооружения ствола.The method for constructing a shaft shaft implemented by this complex does not control the volumes of recoverable rock, which is related to the specifics of using explosive technology. As a result, the volume and weight of concrete lining increases with a significant excess of regulatory requirements for it. This reduces the speed of penetration and increases the capital cost of construction. In addition, the present device has disadvantages characteristic of the method it implements (see above). Also, the complex is not intended for installation of tubing lining, as this will significantly reduce the speed of construction of the trunk.
Известен проходческий комплекс для сооружения вертикальных горных выработок буровзрывным способом, включающий двухэтажный полок-каретку, грейферный породопогрузчик, подвешенный на канате к механизму подъема, корпус которого закреплен с возможностью вращения на обоих этажах полка-каретки, привод вращения корпуса механизма подъема, рукоять подвески грейферного породопогрузчика, механизм управления грейферным породопогрузчиком на нижнем этаже полка-каретки, бадью с днищем и обечайкой и бадьевой раструб, при этом комплекс снабжен породопогрузочным узлом с кронштейном, бункером и приводом, посадочным устройством для бадьи и призабойной опалубкой, причем бункер подвешен с помощью гибких связей к кронштейну установленному в полке-каретке с возможностью поворота до совмещения оси бункера с осью бадьи, а посадочное устройство для бадьи выполнено в виде V-образной рамы, подвешенной посредством гибких связей к полку-каретке соосно бадьевому раструбу [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1121440 от 10.05.1983, МКИ3 E21D 1/04, опубл. 30.10.1984]. По мере проходки ствола осуществляется заливка бетона в призабойную опалубку.A well-known tunneling complex for the construction of vertical mine workings by a blasting method, including a two-story shelf carriage, a clamshell rock loader suspended on a rope to a hoist mechanism, the body of which is rotatably mounted on both floors of a shelf carriage, a drive mechanism for rotating the hoist mechanism, a suspension arm of a clamshell rock loader , the control mechanism of the clamshell loader on the lower floor of the shelf-carriage, a tub with a bottom and a shell and a tub bell, while the complex is equipped with a a pre-loading unit with a bracket, a hopper and a drive, a landing device for a bucket and a bottom hole formwork, the hopper being suspended by flexible ties to a bracket mounted in a carriage shelf with the possibility of rotation until the hopper axis is aligned with the axis of the tub, and the landing device for the tub is made in the form V-shaped frame suspended by flexible ties to the shelf-carriage coaxially to the bucket bell [Description of the invention to the USSR author's certificate No. 1121440 of 05/10/1983, MKI 3 E21D 1/04, publ. 10/30/1984]. As the trunk is drilled, concrete is poured into the bottom hole formwork.
Недостатком настоящего проходческого комплекса является его привязка к буровзрывной технологии, когда реализация технологических возможностей оборудования происходит в промежутках между взрывными работами и работами по вентиляции ствола, при этом существует четкая последовательность между выгрузкой породы и подготовкой буровзрывных работ, во время которых осуществляется монтаж бетонной крепи. Помимо проведения взрывных работ любая остановка погрузочного оборудования, например, для профилактики или ремонта автоматически останавливает процесс возведения крепи, что дополнительно ограничивает скорость проходки ствола шахты или неизбежно сказывается на качестве крепи. По мере увеличения глубины проходки требуются значительные усилия для решения указанных проблем и большее время.The disadvantage of this tunneling complex is its linkage to drilling and blasting technology, when the technological capabilities of the equipment are realized between the blasting operations and the trunk ventilation works, while there is a clear sequence between rock unloading and the preparation of drilling and blasting operations, during which concrete lining is installed. In addition to carrying out blasting operations, any stop of loading equipment, for example, for prevention or repair, automatically stops the process of erecting lining, which additionally limits the speed of penetration of the shaft of the shaft or inevitably affects the quality of lining. As the depth of penetration increases, considerable effort is required to solve these problems and more time.
Известен механизированный комплекс для проходки вертикальных стволов горных предприятий буровзрывным или механическим способом, включающий стволопроходческий агрегат и многоэтажный проходческий полок, на котором расположены средства пневмотранспорта разрушенной породы, при этом стволопроходческий агрегат перемещается в стволе отдельно (независимо) от проходческого полка при помощи собственных опорных гидроцилиндров (домкратов), а полок перемещается по стволу при помощи тяговых лебедок, установленных на поверхности, при этом внешнее, опорное кольцо проходческого полка позволяет производить монтаж тюбингового кольца, его подъем и стыковку с тюбинговой колонной [см. описание ПМ к патенту РФ №137573].A mechanized complex is known for sinking vertical trunks of mining enterprises using a blasting or mechanical method, including a stem-driving unit and a multi-storey tunneling shelf, on which pneumatic means of destruction of the rock are located, while the barrel-driving unit moves separately (independently) from the tunneling shelf in the barrel using its own supporting hydraulic cylinders ( jacks), and the shelves are moved along the trunk with the help of traction winches mounted on the surface, while it tunnel shelf support ring allows mounting tubbing rings, its lifting and docking with tyubingovoy column [see. description of PM to the patent of the Russian Federation No. 137573].
Настоящему комплексу присущи недостатки осуществляемой им технологии (см. выше). Кроме этого, применение пневмотранспорта для удаления разрушенной породы в составе стволопроходческого агрегата требует гарантированной калибровки породы, что в случае применения взрывной технологии можно обеспечить использованием дополнительных устройств для разрушения полученных обломков, что усложняет конструкцию комплекса. При этом следует учесть, что все оборудование, независимо от перспективы его использования должно находиться на подвешенном полке. В результате, производительность комплекса увеличится незначительно, а затраты энергии на его обслуживание будут значительно выше необходимых.This complex has inherent disadvantages of the technology it implements (see above). In addition, the use of pneumatic conveying to remove the destroyed rock as part of the stem-boring assembly requires guaranteed rock calibration, which in the case of using explosive technology can be ensured by using additional devices to destroy the resulting debris, which complicates the design of the complex. It should be borne in mind that all equipment, regardless of the prospects for its use, should be on a suspended shelf. As a result, the productivity of the complex will increase slightly, and the energy costs for its maintenance will be significantly higher than necessary.
Известно устройство для сооружения вертикальных шахтных стволов, включающее двухъярусный проходческий полок, снабженный стопорами и жесткими направляющими, механизм перемещения устройства, кольцевой опорный кондуктор с монорельсами, распорными винтовыми устройствами и подвижной кареткой с механизмом перемещения, механизм разработки грунта, механизм погрузки грунта и механизм укладки тюбингов, при этом на каретке установлены механизм разработки грунта и механизм погрузки грунта, причем механизм разработки грунта смонтирован на нижнем конце вертикального вала, шарнирно закрепленного в центральной части подвижной каретки с возможностью перемещения вместе с кареткой по кольцевому опорному кондуктору и разработки всей площади забоя шахтного ствола и выполнен со сменными породоразрабатывающими органами, ниже двухъярусного полка смонтирован третий кольцевой монорельс, на котором установлен с возможностью перемещения по нему механизм укладки тюбингов, выполненный в виде гибкого кондуктора, установленного на монорельсе с возможностью огибания кольцевого опорного кондуктора и совмещения болтовых отверстий стыкуемых тюбингов [См. описание изобретения к патенту РФ №2141030].A device for the construction of vertical shaft shafts, including a two-tier tunneling shelf, equipped with stops and rigid guides, a mechanism for moving the device, an annular supporting jig with monorails, spacer screw devices and a movable carriage with a moving mechanism, a soil development mechanism, a soil loading mechanism and a tubing packing mechanism at the same time, a soil development mechanism and a soil loading mechanism are installed on the carriage, and the soil development mechanism is mounted on the bottom at the end of the vertical shaft pivotally mounted in the central part of the movable carriage with the possibility of moving together with the carriage along the annular support conductor and developing the entire bottom face of the shaft and is made with removable rock-developing bodies, a third ring monorail is mounted below the two-tier shelf, on which it is mounted with the possibility of movement according to it, the tubing laying mechanism, made in the form of a flexible conductor mounted on a monorail with the ability to bend around the ring support jig and alignment of bolt holes of abutting tubing [See Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2141030].
Несмотря на многоуровневую конструкцию устройства и теоретическую возможность одновременного проведения работ по разрушению грунта, его отгрузке и установке тюбинговой крепи, невозможно вести работы очередного этапа, если предыдущие этапы не завершены (и об этом упоминалось выше). Как правило, весь комплекс этих работ проводится силами одной бригады. В итоге нерационально увеличивается время проходки ствола.Despite the multi-level design of the device and the theoretical possibility of simultaneous work on the destruction of the soil, its shipment and the installation of tubing lining, it is impossible to carry out the work of the next stage if the previous stages are not completed (as mentioned above). As a rule, the whole complex of these works is carried out by one brigade. As a result, the time of trunk penetration is irrationally increased.
Задача, решаемая вторым изобретением группы и достигаемый технический результат, в части технического решения стволопроходческого комбайна, заключаются в увеличении скорости проходки вертикальных шахтных стволов и стабилизации качества возведения армирующей (гидроизолирующей) тюбинговой и/или бетонной крепи, что обеспечивается за счет реализации в максимальной степени принципа «параллельности» в технологическом процессе проходки шахтного ствола. Дополнительно увеличивается надежность работы комбайна.The problem solved by the second invention of the group and the technical result achieved, in terms of the technical solution of the tunneling harvester, consists in increasing the speed of penetration of vertical shaft shafts and stabilizing the quality of the construction of the reinforcing (waterproofing) tubing and / or concrete lining, which is ensured by maximizing the principle "Parallelism" in the technological process of driving a shaft shaft. Additionally increases the reliability of the combine.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в стволопроходческом комбайне, характеризующемся наличием породоразрушающего агрегата для разработки забоя и погрузки разрушенной породы, и расположенного над ним устройства для возведения армирующей крепи, при этом породоразрушающий агрегат для разработки забоя и погрузки разрушенной породы смонтирован на забойной раме, в нижней части которой по периметру расположены направленные вниз опорные домкраты с независимыми рабочими приводами, выполненные с возможностью взаимодействия с дном забоя, а со стороны боковой поверхности забойной рамы расположены направленные в стороны распорные домкраты, выполненные с возможностью взаимодействия со стенкой забоя, а устройство для возведения армирующей крепи включает монтажную раму и содержит распорные домкраты, выполненные с возможностью взаимодействия со стенкой забоя под армирующей крепью, при этом монтажная рама расположена относительно забойной рамы с возможностью сближения в процессе работы, исключающего физический контакт.To solve the problem and achieve the claimed technical result in a shaft-passing combine, characterized by the presence of a rock cutting unit for developing a face and loading the destroyed rock, and a device located above it for the construction of reinforcing supports, while the rock cutting unit for developing a face and loading the destroyed rock is mounted on a bottomhole frame , in the lower part of which, along the perimeter, support jacks directed downward with independent working drives, made with the possibility of interaction with the bottom of the bottom, and on the side of the bottom surface of the bottom of the bottom frame there are spreader jacks directed to the sides, made to interact with the bottom wall, and the device for erecting reinforcing lining includes a mounting frame and contains spreader jacks made to interact with the bottom wall under the reinforcing lining, while the mounting frame is located relative to the bottomhole frame with the possibility of rapprochement during operation, excluding physical contact.
Кроме этого:Besides:
- породоразрушающий агрегат для разработки забоя и погрузки разрушенной породы смонтирован на забойной раме с возможностью осуществлять разработку забоя и погрузку разрушенной породы в технологически самостоятельных зонах;- a rock cutting unit for mining and loading of destroyed rock is mounted on the bottomhole frame with the ability to carry out mining and loading of the destroyed rock in technologically independent zones;
- монтажная рама размещена на подвесных канатах тяговых лебедок, с возможностью ступенчатого перемещения в процессе работы;- the mounting frame is placed on the hanging ropes of traction winches, with the possibility of stepwise movement during operation;
- монтажная рама содержит опорные домкраты, взаимодействующие с забойной рамой и выполненные с возможностью одновременного ступенчатого перемещения.- the mounting frame contains support jacks interacting with the bottomhole frame and made with the possibility of simultaneous stepwise movement.
Известен агрегат для проходки вертикального ствола горного предприятия и монтажа гидроизолирующей тюбинговой и/или бетонной крепи, включающий опорную раму, состоящую из нескольких сегментов и представляющую собой монтажную и центрирующую площадку для установки тюбингов в вертикальном стволе горного предприятия и оборудованную средствами гидравлического привода, поворотное кольцо и, по меньшей мере, один фрезерующий орган шнекового типа, связанный с электрическим приводом и стволовую погрузочную машину [Описание полезной модели к патенту РФ №119031 от 09.04.2012, МПК E21D 1/08, опубл. 10.08.2012].A known unit for sinking a vertical shaft of a mining enterprise and installing a waterproofing tubing and / or concrete roof support, including a support frame consisting of several segments and representing an assembly and centering platform for installing tubing in a vertical shaft of a mining enterprise and equipped with hydraulic drive means, a rotary ring and at least one screw type milling organ associated with an electric drive and a barrel loading machine [Utility Model Description tent RF №119031 from 09.04.2012, IPC E21D 1/08, publ. 08/10/2012].
Как и все известные одноуровневые (в части размещения рабочего оборудования) проходческие комплексы настоящий агрегат ограничен в производительности, которая определяется скоростью монтажа тюбинговой (или бетонной) крепи или скоростью фрезеровки забоя с поправкой на простои, связанные с плановой работой остального забойного оборудования, например, при проходке тяжелых пород увеличивается время на их проходку и др., а также необходимостью обслуживания забойного оборудования, проходящего достаточно часто за пределами времени монтажа крепи. Отсутствие задела по проходке забоя тормозит отработанную технологию монтажа крепи, например, бетонной, и снижает общую скорость проходки. Точно так же сборка тюбингов при проходке легких грунтов будет сдерживать работу забойного оборудования.Like all known single-level (in terms of placement of working equipment) sinking complexes, this unit is limited in performance, which is determined by the speed of installation of the tubing (or concrete) lining or the speed of milling of the face adjusted for downtime associated with the planned operation of the rest of the downhole equipment, for example, sinking of heavy rocks increases the time for sinking, etc., as well as the need for maintenance of downhole equipment, which is often enough outside the installation time to turnip. The lack of groundwork for the sinking of the face slows down the proven technology of mounting the support, for example, concrete, and reduces the overall speed of sinking. Likewise, the assembly of tubing during the driving of light soils will restrain the operation of downhole equipment.
Известно устройство для проходки вертикальных горных выработок, преимущественно, шахтных колодцев при создании лучевых дренажей или водозаборов с использованием опускной крепи, которое содержит платформу, установленную с возможностью вращения на кольцевой опоре и погрузчик, размещенный на платформе с возможностью поворота в горизонтальной плоскости [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1793057 от 18.07.1990, МКИ5 E21D 1/03, опубл. 07.02.1993]. После наполнения ковша производят поворот погрузчика на определенный угол. Ковш останавливается точно над подъемным сосудом, зафиксированным на платформе, фиксированное положение погрузчика и сосуда увеличивает скорость проходки выработок.A device for sinking vertical mine workings, mainly mine wells when creating beam drains or water intakes using the lower support, which contains a platform mounted for rotation on an annular support and a loader placed on the platform with the possibility of rotation in a horizontal plane [Description of the invention USSR copyright certificate No. 1793057 of July 18, 1990, MKI 5 E21D 1/03, publ. 02/07/1993]. After filling the bucket, the loader is turned at a certain angle. The bucket stops exactly above the lifting vessel fixed on the platform, the fixed position of the loader and the vessel increases the speed of penetration of the workings.
Монтаж опускной крепи технологически увязан с работой устройства для проходки, поэтому любая остановка оборудования для проходки останавливает процесс монтажа очередного фрагмента бетонной крепи. Кроме этого, устройство работает лишь на мягких обводненных грунтах с прогнозируемой геологической структурой и на выработках небольшого диаметра и глубины, например, до 50 метров, где процесс разрушения породы совмещен с процессом ее выемки, а монтаж бетонной крепи осуществляется на противоположном конце выработки - на поверхности земли. Таким образом, настоящее устройство не может быть использовано при капитальном сооружении глубоких шахтных стволов.The installation of the lowering lining is technologically linked to the operation of the device for sinking, so any stopping of the equipment for sinking stops the installation of the next fragment of the concrete lining. In addition, the device works only on soft flooded soils with a predicted geological structure and on workings of small diameter and depth, for example, up to 50 meters, where the process of rock destruction is combined with the process of its excavation, and the concrete lining is installed at the opposite end of the excavation - on the surface land. Thus, the present device cannot be used for the capital construction of deep shaft shafts.
Известен щитовой комплекс для сооружения шахтных стволов, включающий корпус, внутри которого расположены силовые домкраты, шарнирно соединенные с пресскольцом, скользящую опалубку, соединенную посредством домкратов с нижним полком, жестко связанным с корпусом щита, и верхний полок, при этом, на нижнем полке располагается режущий (породоразрушающий) орган и погрузочный орган [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №597845 от 14.07.1969, МКИ5 E21D 1/03, опубл. 15.03.1978].A well-known shield system for the construction of mine shafts, including a housing, inside which there are power jacks pivotally connected to the slider, a sliding formwork connected by jacks to the lower shelf, rigidly connected to the shield body, and the upper shelf, while cutting is located on the lower shelf (rock-breaking) organ and loading organ [Description of the invention to the USSR copyright certificate No. 597845 of 07/14/1969, MKI 5 E21D 1/03, publ. 03/15/1978].
Недостатком настоящего комплекса является то, что существует жесткая технологическая связь между процессом разработки забоя и уборки породы с процессом возведения бетонной крепи. В случае перебоя в работе оборудования одного типа приостанавливается процесс проходки в целом, что объясняется жесткой последовательностью выполнения процессов сооружения шахтных стволов.The disadvantage of this complex is that there is a rigid technological connection between the process of developing the face and harvesting the rock with the process of erecting concrete lining. In the event of a malfunction in the operation of equipment of the same type, the drilling process as a whole is suspended, which is explained by the rigid sequence of the construction of shaft shafts.
Задача, решаемая третьим изобретением группы и достигаемый технический результат, в части технического решения породоразрушающего агрегата стволопроходческого комбайна, заключаются в увеличении скорости проходки вертикальных шахтных стволов под армирующую (гидроизолирующую) тюбинговую и/или бетонную крепь, что обеспечивается за счет совмещения во времени и разделения в пространстве процесса разрушения породы и ее отгрузки. Снижение аварийности на агрегате увеличивает надежность его работы.The problem solved by the third invention of the group and the technical result achieved, in terms of the technical solution of the rock cutting unit of the tunneling combine, is to increase the speed of penetration of vertical shaft shafts under the reinforcing (waterproofing) tubing and / or concrete lining, which is achieved by combining in time and separation in the space of the process of destruction of the rock and its shipment. Reducing accident rate on the unit increases its reliability.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в породоразрушающем агрегате, характеризующемся наличием забойной рамы с поворотным основанием и приводом его поворота, причем в нижней части забойной рамы по периметру расположены направленные вниз опорные домкраты с независимыми рабочими приводами, а со стороны боковой поверхности забойной рамы расположены направленные в стороны распорные домкраты, поворотное основание в своей нижней части содержит цапфу, расположенную со смещением к периферии, на конце которой закреплена поворотная рукоять с породоразрушающим органом, при этом поворотное основание со стороны, противоположной размещению цапфы с породоразрушающим органом, содержит сквозное окно, оснащенное поворотным кронштейном, на котором закреплен погрузочный орган с ломающейся стрелой и ковшом, причем вылет стрелы выполнен с возможностью выхода ковша за пределы забойной рамы при любом положении поворотного основания.To solve the problem and achieve the claimed technical result in the rock cutting machine, characterized by the presence of a bottomhole frame with a swivel base and a drive to rotate it, moreover, in the lower part of the bottomhole frame along the perimeter there are supporting jacks with independent working drives, and from the side of the side surface of the bottomhole frame spreader jacks directed to the sides are located, the swivel base in its lower part contains a trunnion located offset to the periphery, on The center of which has a pivot handle with a rock cutting body attached, while the pivot base on the side opposite to the trunnion with the rock cutting body has a through window equipped with a pivot arm, on which a loading body with a breaking boom and a bucket is fixed, and the boom can be pulled out beyond the bottomhole frame at any position of the swivel base.
Кроме этого:Besides:
- цапфа в нижней части поворотного основания выполнена с возможностью осевого перемещения (смещения) относительно него;- the pin in the lower part of the rotary base is made with the possibility of axial displacement (displacement) relative to it;
- поворотный кронштейн погрузочного органа расположен в центре поворотного основания;- the swivel bracket of the loading body is located in the center of the swivel base;
- породоразрушающий орган выполнен резцовым или шарошечным;- rock cutting body is made incisor or cone;
- погрузочный орган выполнен экскаваторным;- loading body is made excavator;
- ломающаяся поворотная стрела погрузочного органа снабжена гидромолотом.- breaking rotary boom of the loading body is equipped with a hydraulic hammer.
Известен формирующий агрегат для проходки вертикальных шахтных стволов и монтажа крепи, включающий разборную опорную раму, представляющую площадку для монтажа тюбинговой колонны и тюбинговых колец и состоящую из нескольких сегментов, и оборудованную автономным гидравлическим приводом, телескопическими складывающимися опорными гидроцилиндрами, а также поворотными и распирающими гидроцилиндрами и приводным фрезерующим рабочим органом, при этом опорная рама выполнена в виде трапециевидного перевернутого поддона оборудованного системой подвески его на канатах, взаимодействующих с подъемным оборудованием [Описание полезной модели к патенту РФ №127815 от 06.11.2012, МПК E21D 1/08, опубл. 10.05.2013]. В результате улучшается качество возводимой крепи.Known forming unit for sinking vertical shaft shafts and mounting the lining, including a collapsible support frame, representing a platform for mounting a tubing column and tubing rings and consisting of several segments, and equipped with an independent hydraulic drive, telescopic folding support hydraulic cylinders, as well as rotary and bursting hydraulic cylinders and drive milling working body, while the supporting frame is made in the form of a trapezoidal inverted tray equipped with a system their suspension on ropes interacting with lifting equipment [Description of the utility model to the patent of the Russian Federation No. 127815 of November 6, 2012,
Недостатком этого формирующего агрегата является то, что каждый раз после монтажа очередного фрагмента тюбинговой и бетонной крепи начинается самостоятельная работа по проходке забоя в глубину на величину следующего шага монтажа крепи и отгрузке разрушенной породы. Последовательность проведения работ по проходке забоя и монтажу крепи снижает общую скорость проходки.The disadvantage of this forming unit is that each time after the installation of the next fragment of the tubing and concrete lining, independent work begins on digging the face in depth by the amount of the next step of mounting the lining and shipment of the destroyed rock. The sequence of work on the sinking of the face and the installation of lining reduces the overall speed of sinking.
Также известны другие устройства для возведения армирующей крепи, входящие в состав различных ранее упомянутых проходческих комплексов, например, устройство (формующая оболочка) для бетонирования стенок ствола, входящая в комплекс оборудования для параллельного способа проходки вертикальных шахтных стволов, представляющая собой скользящую опалубку [См. описание к а.с. СССР №1820001] и другие.Other devices for erecting reinforcing lining, which are part of the various previously mentioned sinking complexes, are also known, for example, a device (forming shell) for concreting the walls of the barrel, which is part of the equipment for the parallel method of sinking vertical shaft shafts, which is a sliding formwork [See Description to A.S. USSR No. 1820001] and others.
Задача, решаемая четвертым и пятым изобретениями группы, в части технического решения устройств для возведения армирующей крепи, и достигаемый технический результат заключаются в увеличении скорости проходки вертикальных шахтных стволов и стабилизации качества возведения армирующей (гидроизолирующей) тюбинговой и/или бетонной крепи, что обеспечивается за счет узкой специализации исполнительного устройства на финишной операции строительства горного предприятия. Минимизация посторонних факторов при возведении крепи увеличивает надежность работы устройств.The problem solved by the fourth and fifth inventions of the group, in terms of the technical solution of devices for the construction of reinforcing lining, and the technical result achieved are to increase the speed of penetration of vertical shaft shafts and stabilize the quality of the construction of reinforcing (waterproofing) tubing and / or concrete lining, which is ensured by narrow specialization of the executive device at the finishing operation of the construction of a mining enterprise. Minimizing extraneous factors during the construction of the lining increases the reliability of the devices.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в первом варианте устройства для возведения армирующей крепи, характеризующемся наличием монтажной рамы, со стороны боковой поверхности которой расположены направленные в стороны распорные домкраты, и которая в своей верхней части включает поворотный полок с приводом его поворота и с, по меньшей мере, одним, оснащенным раструбом-ограждением сквозным отверстием, при этом поворотный полок в своей средней части оснащен поворотным кронштейном с закрепленной на нем ломающейся стрелой с оконечником, причем вылет стрелы выполнен с возможностью выхода оконечника за пределы монтажной рамы при любом положении поворотного кронштейна.To solve the problem and achieve the claimed technical result in the first version of the device for the construction of reinforcing lining, characterized by the presence of the mounting frame, on the side of the side surface of which there are spreader jacks directed to the sides, and which in its upper part includes a rotary shelf with its rotation drive and with at least one equipped with a through-hole fencing, while the rotary shelf in its middle part is equipped with a rotary bracket with fixed breaking it with okonechnikom boom, the boom configured to output okonechnika beyond the chassis at any position of the swing arm.
Кроме этого:Besides:
- верхняя часть монтажной рамы содержит подвижный монтажный полок для поджатия тюбингов;- the upper part of the mounting frame contains a movable mounting shelf for preloading tubing;
- монтажная рама в своей нижней части включает расположенные по периметру направленные вниз опорные домкраты, выполненные с возможностью одновременного ступенчатого перемещения;- the mounting frame in its lower part includes perimeter support jacks arranged downward along the perimeter and arranged to simultaneously move in steps;
- монтажная рама в своей верхней части включает элементы крепления подвесных канатов тяговых лебедок;- the mounting frame in its upper part includes fastening elements for the suspension ropes of traction winches;
- поворотный кронштейн ломающейся стрелы с оконечником расположен в центре поворотного полка;- the rotary bracket of the breaking boom with the tip is located in the center of the rotary shelf;
- оконечник выполнен в виде кранового крюка или манипулятора;- the tip is made in the form of a crane hook or manipulator;
- монтажная рама в своей верхней части за пределами поворотного полка снабжена опалубкой и гидроцилиндрами его поджатия в направлении стенок ствола шахты.- the mounting frame in its upper part outside the rotary shelf is equipped with a formwork and hydraulic cylinders of its preload in the direction of the walls of the shaft of the shaft.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата во втором варианте устройства для возведения армирующей крепи, характеризующемся наличием монтажной рамы, которая в своей нижней части включает расположенные по периметру направленные вниз опорные домкраты, выполненные с возможностью одновременного ступенчатого перемещения, а со стороны боковой поверхности включает направленные в стороны распорные домкраты, при этом монтажная рама в своей верхней части содержит опалубку с гидроцилиндрами ее поджатия в направлении стенок ствола шахты и стационарный полок с, по меньшей мере, двумя, оснащенными раструбами-ограждениями сквозными отверстиями.To solve the problem and achieve the claimed technical result in the second version of the device for the construction of reinforcing lining, characterized by the presence of a mounting frame, which in its lower part includes perimeter-directed support jacks arranged along the perimeter, capable of simultaneous stepwise movement, and from the side of the side surface includes spreader jacks directed to the sides, while the mounting frame in its upper part contains a formwork with hydraulic cylinders for preloading it in the direction of the walls of the shaft of the shaft and stationary shelves with at least two equipped with bell-fencing-through holes.
Кроме этого, опорные домкраты выполнены с возможностью одновременного ступенчатого перемещенияIn addition, the support jacks are made with the possibility of simultaneous stepwise movement
Группа изобретений иллюстрируется чертежами, где:The group of inventions is illustrated by drawings, where:
- на фиг. 1 показан общий вид (характерное положение) стволопроходческого комбайна в разрезе с запасом хода между устройством для возведения армирующей крепи и породоразрушающим агрегатом, взаимодействующих между собой посредством опорных домкратов;- in FIG. 1 shows a general view (characteristic position) of a stem-harvester in a section with a power reserve between a device for erecting a reinforcing lining and a rock cutting aggregate interacting with each other by means of support jacks;
- на фиг. 2 - вид А фиг 1, - вид породоразрушающего агрегата снизу;- in FIG. 2 is a view A of FIG. 1, is a bottom view of a rock cutting assembly;
- на фиг. 3 - вид Б фиг 1, - вид породоразрушающего агрегата сверху с проекциями зон разработки забоя и уборки разрушенной породы;- in FIG. 3 is a view B of FIG. 1, is a top view of the rock cutting unit with projections of the zones for mining and harvesting the destroyed rock;
- на фиг. 4 показана позиция В фиг. 1 - привод поворотного основания забойной рамы;- in FIG. 4 shows the position In FIG. 1 - drive rotary base of the bottomhole frame;
- на фиг. 5 изображено сечение Г-Г фиг. 1 - конструкция размещения цапфы поворотной рукояти породоразрушающего органа в поворотном основании забойной рамы;- in FIG. 5 shows a section G-D of FIG. 1 is a design of the placement of the axle of the rotary handle of the rock cutting body in the rotary base of the bottomhole frame;
- на фиг. 6 показан вид Д фиг. 1, - вид устройства для возведения армирующей крепи сверху;- in FIG. 6 shows a view D of FIG. 1, - view of the device for the construction of reinforcing lining from above;
- на фиг. 7 показана позиция Ε фиг. 1 - привод поворотного полка монтажной рамы;- in FIG. 7 shows the position Ε of FIG. 1 - drive rotary shelf mounting frame;
- на фиг. 8 показан общий вид (характерное положение) стволопроходческого комбайна фиг. 1 в разрезе с запасом хода в виде разработанного в глубину забоя;- in FIG. 8 shows a general view (characteristic position) of the stem harvester of FIG. 1 in the context of the power reserve in the form of developed in the depth of the face;
- на фиг. 9 показан общий вид стволопроходческого комбайна в разрезе с устройством для возведения армирующей крепи, монтажная рама которого размещена на подвесных канатах тяговых лебедок;- in FIG. 9 shows a General view of the stem-boring combine in the context of a device for the construction of reinforcing lining, the mounting frame of which is placed on the hanging ropes of traction winches;
- на фиг. 10 - общий вид стволопроходческого комбайна фиг. 1 в разрезе с устройством для возведения армирующей крепи, оснащенном опалубкой, монтажная рама которого опирается на забойную раму посредством опорных домкратов;- in FIG. 10 is a perspective view of the stem harvester of FIG. 1 in section with a device for the construction of reinforcing lining equipped with formwork, the mounting frame of which is supported by the bottomhole frame by means of support jacks;
- на фиг. 11 - общий вид стволопроходческого комбайна в разрезе с традиционным устройством для возведения армирующей крепи (показано условно), оснащенным опорными домкратами для взаимодействия с забойной рамой;- in FIG. 11 is a General view of a stem-boring combine in section with a traditional device for erecting reinforcing lining (shown conditionally) equipped with support jacks for interacting with the bottomhole frame;
- на фиг. 12 - общий вид модернизированного стволопроходческого комбайна в разрезе с традиционным устройством для возведения армирующей крепи (показано условно), размещенном на подвесных канатах тяговых лебедок.- in FIG. 12 is a cross-sectional view of an upgraded shaft-cutting combine with a traditional device for erecting reinforcing lining (conventionally shown) placed on the hanging ropes of traction winches.
Стволопроходческий комбайн включает породоразрушающий агрегат 1 для разработки забоя и погрузки разрушенной породы, и расположенное над ним устройство 2 для возведения тюбинговой 3 и/или бетонной 3′ армирующей крепи, при этом породоразрушающий агрегат 1 для разработки забоя и погрузки разрушенной породы смонтирован на забойной раме 4, в нижней части которой по периметру расположены направленные вниз опорные домкраты 5 с независимыми рабочими приводами (условно не показаны), выполненные с возможностью взаимодействия с дном забоя, а со стороны боковой поверхности забойной рамы 4 расположены направленные в стороны распорные домкраты 6, выполненные с возможностью взаимодействия со стенкой забоя, а устройство 2 для возведения армирующей крепи 3 или 3′ включает монтажную раму 7 и содержит распорные домкраты 8, выполненные с возможностью взаимодействия со стенкой забоя под армирующей крепью 3 или 3′, при этом монтажная рама 7 расположена относительно забойной рамы 4 с возможностью сближения в процессе работы, исключающего физический контакт.The stem-boring combine includes a
Породоразрушающий агрегат 1 для разработки забоя и погрузки разрушенной породы смонтирован на забойной раме 4 с возможностью осуществлять разработку забоя и погрузку разрушенной породы в технологически самостоятельных зонах 9 и 10. Монтажная рама 7 может быть размещена на подвесных канатах 11 тяговых лебедок с возможностью ступенчатого перемещения в процессе работы в глубину забоя, или может содержать опорные домкраты 12, взаимодействующие с забойной рамой 4 и выполненные с возможностью одновременного ступенчатого перемещения, также в глубину забоя.The rock-breaking
Таким образом, способ сооружения шахтного ствола включает этапы разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы, и этапы сборки и пошагового возведения тюбинговой 3 и/или бетонной 3′ армирующей крепи, причем каждый этап разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы осуществляют независимо от этапов сборки и установки армирующей крепи 3 или 3′, при этом между каждым этапом разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы и соответствующим ему этапом сборки и возведения армирующей крепи 3 или 3′ поддерживают запас хода технологического оборудования, в виде разработанного в глубину забоя и/или зазора Δ для формирования последующего шага сборки и возведения армирующей крепи 3 или 3′ в размере, по меньшей мере, одного шага возведения армирующей крепи 3 или 3′. Разработку забоя и уборку разрушенной породы осуществляют одновременно и раздельно в технологически самостоятельных зонах 9 и 10, при этом разработку забоя в глубину осуществляют послойно резцами и/или шарошками, и/или гидромолотами.Thus, the method of constructing a mine shaft includes the steps of developing a face in depth and cleaning up the destroyed rock, and the steps of assembling and step-by-step erection of
Породоразрушающий агрегат 1, в том числе и как самостоятельное изделие, включает забойную раму 4 с поворотным основанием 13 и приводом 14 его поворота, причем в нижней части забойной рамы 4 по периметру расположены направленные вниз опорные домкраты 5 с независимыми рабочими приводами, а со стороны боковой поверхности забойной рамы 4 расположены направленные в стороны распорные домкраты 6, поворотное основание 13 в своей нижней части содержит цапфу 15, расположенную со смещением к периферии (т.е. от центра основания 13), на конце которой закреплена поворотная рукоять 16 с породоразрушающим органом 17, при этом поворотное основание 13 со стороны противоположной размещению цапфы 15 с породоразрушающим органом 17 содержит сквозное окно 18, оснащенное поворотным кронштейном 19, на котором закреплен погрузочный орган с ломающейся стрелой 20 и ковшом 21, причем вылет стрелы 20 выполнен с возможностью выхода ковша 21 за пределы забойной рамы 4 при любом положении поворотного основания 13.The rock-destroying
Цапфа 15 в нижней части поворотного основания 13 выполнена с возможностью осевого перемещения относительно него, при этом породоразрушающий орган 17 может быть выполнен резцовым (т.н. режущий барабан 22), или шарошечным и т.д. (условно не показаны).The
Поворотный кронштейн 19 погрузочного органа расположен в центре поворотного основания 13, при этом сам погрузочный орган выполнен экскаваторным (экскаваторного типа, как и показано на фигурах), причем его ломающаяся поворотная стрела 20 снабжена гидромолотом 23.The
Первый вариант устройства 2 (в том числе и как самостоятельного изделия) для возведения армирующей крепи 3 или 3′ содержит монтажную раму 7, со стороны боковой поверхности которой расположены направленные в стороны распорные домкраты 8, и которая в своей верхней части включает поворотный полок 24 с приводом 25 его поворота и с, по меньшей мере, одним, оснащенным раструбом-ограждением 26 сквозным отверстием 27, при этом поворотный полок 24 в своей средней части оснащен поворотным кронштейном 28 с закрепленной на нем ломающейся стрелой 29 с оконечником 30, причем вылет стрелы 29 выполнен с возможностью выхода оконечника 30 за пределы монтажной рамы 7 при любом положении поворотного кронштейна 28.The first version of the device 2 (including as an independent product) for the construction of reinforcing
Верхняя часть монтажной рамы 7 содержит подвижный монтажный полок 31 для поджатия тюбингов 3, а нижняя часть включает расположенные по периметру направленные вниз опорные домкраты 12, выполненные с возможностью одновременного ступенчатого перемещения. Кроме этого, монтажная рама 7 в своей верхней части может включать элементы крепления 32 подвесных канатов 11 тяговых лебедок (условно не показаны). Дополнительно, монтажная рама 7 в своей верхней части за пределами поворотного полка 24 может быть снабжена опалубкой 33 и гидроцилиндрами 34 ее поджатия в направлении стенок ствола шахты.The upper part of the mounting
Поворотный кронштейн 28 ломающейся стрелы 29 с оконечником 30 расположен в центре поворотного полка 24 - на одинаковом расстоянии до места монтажа тюбингов 3, при этом оконечник 30 выполнен в виде кранового крюка (снабжен крюком - как показано на фигурах) или манипулятора (условно не показан).The
Второй вариант устройства 2-2′ (в том числе и как самостоятельного изделия) для возведения исключительно бетонной армирующей крепи 3′ включает монтажную раму 7′, которая в своей нижней части содержит расположенные по периметру направленные вниз опорные домкраты 12, выполненные с возможностью одновременного ступенчатого перемещения, а со стороны боковой поверхности содержит направленные в стороны распорные домкраты 8, при этом монтажная рама 7′ в своей верхней части содержит опалубку 33 с гидроцилиндрами 34 ее поджатия в направлении стенок ствола шахты и стационарный полок 35 с, по меньшей мере, двумя, оснащенными раструбами-ограждениями 26 сквозными отверстиями 27.The second version of the device 2-2 ′ (including as an independent product) for the construction of exclusively concrete reinforcing lining 3 ′ includes a mounting
Проанализируем существенные признаки изобретений.Let us analyze the essential features of inventions.
В способе сооружения шахтного ствола каждый этап разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы осуществляют независимо от этапов сборки и установки тюбинговой 3 или бетонной 3′ армирующей крепи, при этом между каждым этапом разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы и соответствующим ему этапом сборки и возведения армирующей крепи поддерживают запас хода технологического оборудования, в виде разработанного в глубину забоя и/или зазора Δ для формирования последующего шага сборки и возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ в размере, по меньшей мере, одного шага возведения армирующей крепи 3 и/или 3′. Это означает, что разработка забоя в глубину и уборка разрушенной породы разнесены в пространстве и во времени со сборкой и установкой армирующей крепи 3 или 3′. Таким образом обеспечивается возможность каждой единице специального технологического оборудования - 1 и 2 (2′), - выполнять свою функцию независимо друг от друга, т.е. параллельно. Это обеспечивает одновременно высокую производительность проходки и качественное возведение армирующей крепи 3 и/или 3′, поскольку эти процессы не пересекаются, а это, в свою очередь, отражается на надежности работы оборудования.In the method of constructing a mine shaft, each stage of development of the face in depth and cleaning of the destroyed rock is carried out regardless of the stages of assembly and installation of
Безусловно, элементы параллельности можно наблюдать практически во всех известных способах сооружения шахтных стволов, однако это происходит кратковременно и при жестком соблюдении ряда условий, например, таких, как стабилизация ранее отработанной технологии на одинаково податливых породах, совпадении скоростей разработки забоя и возведения крепи, безаварийной работе оборудования, использовании нового (неизношенного) инструмента, взаимозаменяемости обслуживающего персонала, исключение аварийных ситуаций, состоявшееся проведение ремонтно-профилактических мероприятий и т.д. В реальных условиях сооружения шахтных стволов, особенно глубоких, одновременное соблюдение и выполнение всех этих условий является затруднительным. В перспективе такая технология делает возможным проведение модернизации на любых строящихся стволах, для чего требуется провести модернизацию хотя бы одного технологического передела при сохранении другого. Например, имеющееся стволопроходческое оборудование продолжает осуществлять разработку забоя в глубину и уборку разрушенной породы, но при этом оснащается самостоятельным (зависимым только технологически) устройством 2 или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′, или, наоборот - имеющееся оборудование продолжает осуществлять возведение армирующей крепи 3 и/или 3′, но при этом оснащается так же самостоятельным породоразрушающим агрегатом 1 для разработки забоя в глубину и погрузки разрушенной породы в специально предназначенные для этого бадьи 36. Высвободившиеся функции модернизируемого стволопроходческого оборудования консервируются или демонтируются.Of course, parallelism elements can be observed in almost all known methods for constructing mine shafts, however, this happens briefly and under strict observance of a number of conditions, for example, such as stabilization of previously developed technology on equally malleable rocks, coincidence of the rates of development of the face and erection of lining, trouble-free operation equipment, the use of a new (worn-out) tool, the interchangeability of maintenance personnel, the exception of emergency situations, held emontno preventive measures, etc. In real conditions of the construction of mine shafts, especially deep ones, the simultaneous observance and fulfillment of all these conditions is difficult. In the future, this technology makes it possible to carry out modernization on any trunks under construction, which requires the modernization of at least one technological redistribution while maintaining another. For example, the existing shaft-boring equipment continues to develop the face in depth and to clean the destroyed rock, but at the same time it is equipped with an independent (technology-dependent)
Также увеличению скорости проходки ствола способствует то, что разработку забоя в глубину и уборку из забоя разрушенной породы осуществляют одновременно, но раздельно - в технологически самостоятельных зонах 9 и 10, соответственно, - что позволяет в максимальной степени исключить физический контакт исполнительных механизмов в процессе их самостоятельной работы, а значит существенно снизить аварийность работы оборудования. При этом сохраняются широкие возможности для выбора технологии, как правило, послойной, разрушения породы (разработки забоя), например, резцами, шарошками или гидромолотами.Also, an increase in the rate of penetration of the trunk is facilitated by the fact that the development of the bottom in depth and the removal of the bottom of the destroyed rock is carried out simultaneously, but separately - in technologically
Таким образом, реализация способа дополнительно увеличивает надежность работы оборудования.Thus, the implementation of the method further increases the reliability of the equipment.
Стволопроходческий комбайн, несмотря на кажущуюся «самостоятельность» работы его породоразрушающего агрегата 1 и устройства для возведения армирующей крепи 2 или 2′, представляет собой технологическую линию, где, в отличие от «классической» поточной линии, технологические операции перемещаются относительно объекта труда (ствола шахты), а ритмом обработки является утвержденная скорость (ритм) возведения армирующей (гидроизолирующей) крепи 3 и/или 3′ в конструктивно и технологически законченном виде. И если предположить о возможности самостоятельной проходки на первом этапе шахтного ствола на всю его глубину с последующим демонтажем проходческого оборудования, а потом, на втором этапе самостоятельное возведение армирующей крепи 3 и/или 3′, то такая технология может быть реализована на относительно неглубоких шахтах, однако, когда глубина шахтного ствола (к тому же большого диаметра) составляет сотни и тысячи метров проходческое оборудование и оборудование для возведения армирующей крепи необходимо объединить в технологическую линию.The stem-boring combine, despite the apparent "independence" of the work of its
В результате комбайн выполнен двухуровневым и включает породоразрушающий агрегат 1 для разработки забоя и погрузки разрушенной породы в бадьи 36, и расположенное над ним определенным образом - на втором уровне, - устройство 2 или 2′ для возведения тюбинговой 3 и/или бетонной 3′ армирующей крепи, что позволяет реализовать вышеописанный способ сооружения шахтного ствола.As a result, the combine is made two-level and includes a
Породоразрушающий агрегат 1 для разработки забоя и погрузки разрушенной породы смонтирован на забойной раме 4, в нижней части которой по периметру расположены направленные вниз опорные домкраты 5 с независимыми рабочими приводами, выполненные с возможностью взаимодействия с дном забоя. Таким образом, породоразрушающий агрегат 1 изначально выполнен невисячим, в виде самостоятельного устройства, опирающегося на дно забоя с возможностью многовариантного и разноуровневого копирования его рельефа. Со стороны боковой поверхности забойной рамы 4 расположены направленные в стороны распорные домкраты 6, выполненные с возможностью взаимодействия со стенкой забоя, что позволяет центрировать агрегат 1 относительно оси ствола (впоследствии тем самым обеспечивается равномерность общей (суммарной) толщины стенки армирующей крепи 3 или 3′, что также стабилизирует ее качественные показатели. Теоретически распорные домкраты 6 способны удерживать породоразрушающий агрегат 1 для разработки забоя и погрузки разрушенной породы в подвешенном состоянии - без помощи опорных домкратов 5, но это создаст трудности при его плавном перемещении на очередной шаг в глубину забоя. Тем не менее, в ряде случаев агрегат 1 можно оставить подвешенным на распорных домкратах 6 и таким образом освободится пространство забоя для беспрепятственного прохождения породоразрушающего органа 17 (22), для беспрепятственной работы ковша 21 погрузочного органа или, например, для проведения ремонтно-профилактических мероприятий и т.д.The rock-breaking
Устройство 2 или 2′ для возведения армирующей крепи смонтировано на монтажной раме 7 или 7′ и содержит распорные домкраты 8, выполненные с возможностью взаимодействия со стенкой забоя под армирующей крепью 3 и/или 3′. Тем самым обеспечивается центрирование устройства 2 или 2′ относительно оси ствола и его надежная фиксация, достаточная для компенсации разнообразных рабочих и нештатных нагрузок, что в совокупности с «соосным» забоем обеспечит его требуемые и стабильные качественные показатели после возведения армирующей крепи 3 и/или 3′.A
Наиболее важные преимущества стволопроходческого комбайна по сравнению с известными конструкциями того же назначения проявляются в том, что монтажная рама 7 или 7′ устройства 2 и/или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ расположена относительно забойной рамы 4 породоразрушающего агрегата 1 с возможностью сближения в процессе работы, исключающего физический контакт, как самих рам 7 и 4, так и их разнообразных рабочих органов и исполнительных механизмов. Наличие физического контакта предусматривает последовательность проведения этапов разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы и этапов сборки и установки тюбинговой 3 или бетонной 3′ армирующей крепи, что снижает скорость проходки шахтного ствола и может повлиять на качественные характеристики крепи 3 и/или 3′, например, доставленный на большую глубину бетон не залит вовремя в затюбинговое пространство или в опалубку 33 и т.д. Ситуацию усугубляют, например, непредвиденная остановка породоразрушающего агрегата 1, снижение скорости разработки забоя и/или погрузки разрушенной породы в бадью 36 и т.д. Именно поэтому устройство 2 или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ и породоразрушающий агрегат 1 в процессе работы располагаются на некотором удалении друг от друга. Минимальное расстояние между ними определяется возможностью гарантированного смещения устройства 2 или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ на очередной, последующий шаг. За время возведения этого участка (шага) армирующей крепи 3 или 3′ породоразрушающий агрегат 1 для разработки забоя и погрузки разрушенной породы сместится на такую глубину, что станет возможным беспрепятственное смещение устройства 2 или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ на очередной шаг. Максимальное расстояние между устройством 2 или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ и породоразрушающим агрегатом 1 может быть любым, но практически ограничивается требованиями техники безопасности, вытекающими из устойчивости стенок разработанной части шахтного ствола.The most important advantages of a stem-harvester in comparison with known structures of the same purpose are manifested in that the mounting
Именно перечисленные признаки обеспечивают комбайну высокую скорость проходки вертикальных шахтных стволов и максимально возможное стабильное качество возведения армирующей (гидроизолирующей) крепи 3 и/или 3′.It is these characteristics that provide the combine with a high penetration rate of vertical shaft shafts and the highest possible stable quality of the construction of reinforcing (waterproofing) lining 3 and / or 3 ′.
Возможность ступенчатого сближения в процессе работы устройства 2 или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ с породоразрушающим агрегатом 1 обеспечивается тем, что монтажная рама 7 или 7′ устройства 2 или 2′ размещается на самостоятельных подвесных канатах 11 тяговых лебедок или монтажную раму 7 или 7′ оснащают опорными домкратами 12, которые имеют возможность взаимодействовать с забойной рамой 4, обеспечивая необходимую дистанцию между функционально самостоятельными элементами. При этом опорные домкраты 12 монтажной рамы 7 способны заменить собою канаты 11 тяговых лебедок. Это весьма актуально при работе на больших глубинах (500 м и более), когда достаточно тяжелое устройство 2 или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ совершает в процессе смещения на очередную рабочую позицию помимо неизбежных поперечных перемещений в пределах стенок забоя еще и неконтролируемые возвратно-поступательные перемещения в пределах упругих растягивающих деформаций подвесных канатов 11, что может привести к порче элементов дорогостоящего оборудования и возведенной крепи 3 и/или 3′.The possibility of step-by-step rapprochement during operation of
Решению поставленной задачи также способствует возможность осуществлять разработку забоя и погрузку разрушенной породы породоразрушающим агрегатом 1 в технологически самостоятельных зонах 9 и 10. Поскольку все это существенно влияет на снижение количества возможных аварийных ситуаций, то таким образом увеличивается надежность работы технологического оборудования и стволопроходческого комбайна в целом.The ability to carry out the development of the face and loading of the destroyed rock by the rock-breaking
Породоразрушающий агрегат 1 включает забойную раму 4 с поворотным основанием 13 и приводом его поворота 14. Неподвижная при работе рама 4 является базой, она обеспечивает устойчивость агрегата 1 в работе и является своеобразным калибром шахтного ствола. Поворотное основание 13 обеспечивает на горизонтальном уровне реализацию всех технологических функций породоразрушающего агрегата 1 в пределах габаритов забойной рамы 4 и вплоть до стенок забоя. В нижней части забойной рамы 4 по периметру расположены направленные вниз опорные домкраты 5 с независимыми рабочими приводами. Это указывает на то, что агрегат 1 не связан с канатной системой шахтного ствола и способен последовательно разрабатывать забой, имея гарантированную опору на его дно, независимо от разрабатываемого рельефа и глубины. Настоящая функция особенно актуальна при работе на шахтных стволах большой, практически неограниченной, глубины и большого диаметра.The rock-destroying
Со стороны боковой поверхности забойной рамы 4 расположены направленные в стороны распорные домкраты 6, которые, как упоминалось выше, позволяют центрировать агрегат 1 относительно оси ствола и, при необходимости, удерживать его в подвешенном состоянии.On the side of the side surface of the
Поворотное основание 13 в своей нижней части содержит цапфу 15, выполненную с возможностью осевого перемещения (смещения) относительно него, например, за счет шлицевого соединения, и расположенную со смещением к периферии (от центра), на конце которой закреплена поворотная рукоять 16 с породоразрушающим органом 17 (22). Технологические возможности поворотного породоразрушающего органа 17 (22) и поворотного основания 13 обеспечивают разработку всей площади забоя, несмотря на небольшой вылет породоразрушающего органа 17 (22), благодаря чему были существенно снижены консольные нагрузки на цапфу 15. Продольное - вдоль оси, - смещение цапфы 15 увеличивает возможности агрегата 1 в части более глубокой послойной разработки забоя при одном фиксированном положении монтажной рамы 4, что увеличивает скорость проходки.The
Поворотное основание 13 со стороны противоположной размещению цапфы 15 с породоразрушающим органом 17 (22) содержит сквозное окно 18, оснащенное, например, в своей верхней части, поворотным кронштейном 19, на котором закреплен погрузочный орган с ломающейся стрелой 20 и ковшом 21. Таким образом, свободное от породоразрушающего органа 17 (22) пространство занято погрузочным оборудованием, причем вылет стрелы 20 выполнен с возможностью выхода ковша 21 за пределы забойной рамы 4 при любом положении поворотного основания 13, а поскольку поворотный кронштейн 19 погрузочного органа расположен в центре поворотного основания 13, то появляется возможность отгружать разрушенную породу в достаточно большом пространстве забоя, находящемся в пределах сквозного отверстия 18, при этом все рабочие движения погрузочного органа стандартизованы (т.е. являются типовыми - из одного центра от периферии забоя и обратно).The
Размещение цапфы 15 с поворотной рукоятью 16 со смещением к периферии поворотного основания 13 и наличие в последнем с противоположной от цапфы 15 стороны сквозного окна 18 с поворотным кронштейном 19, формирует специализированные технологические зоны - разработки забоя 9 и погрузки разрушенной породы 10. Это позволяет, практически, исключить случайное аварийное взаимодействие соответствующих исполнительных органов в процессе совместной одновременной работы, делающей работу породоразрушающего агрегата 1 более производительной. Имеющаяся незначительная область пересечения двух рабочих зон 9 и 10 может быть проконтролирована средствами автоматики - при обработке центра забоя породоразрушающим органом 17 (22) включается ограничение на движение ломающейся стрелы 20 погрузочного органа, в результате чего ковш 21 останавливается на установленной границе, при этом сохраняется возможность беспрепятственного извлечения породы, в том числе с периферических участков забоя, ее дробления, при необходимости, и дальнейшей погрузки породы в бадью 36.The placement of the
Установленный на породоразрушающем агрегате 1 породоразрушающий орган 17 может оснащаться, в зависимости от геологических особенностей породы, фрезерным (режущий барабан 22), резцовым или шарошечным инструментом, при этом поворотная ломающаяся стрела 20 погрузочного органа может снабжаться гидромолотом 23, что делает возможным разрушение таких пород, которые не смог разрушить основной рабочий орган 17 (22), однако преимущественно он используется для размельчения особо крупных кусков породы, что ускоряет ее отгрузку. Как показал опыт, наиболее производительной является отгрузка разрушенной породы экскаваторным ковшом 21.Mounted on the
Устройство для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ по первому варианту содержит монтажную раму 7, со стороны боковой поверхности которой расположены направленные в стороны распорные домкраты 8, что позволяет отрегулировать соосность армирующей крепи 3 и/или 3′ шахтному стволу независимо от точности разработки забоя породоразрушающим агрегатом 1 и, кроме этого надежно зафиксировать устройство для удержания его в промежуточном положении с сопутствующей компенсацией различных усилий, возникающих при работе оборудования.The device for erecting reinforcing
В верхней части монтажной рамы 7 размещен поворотный полок 24 с приводом 25 его поворота с, по меньшей мере, одним, оснащенным раструбом-ограждением 26 сквозным отверстием 27. Это позволяет подавать бадью 36 для отгрузки разрушенной породы в любую точку забоя и беспрепятственно эвакуировать ее, и в то же самое время ограждает рабочий и обслуживающий персонал от случайного попадания в опасное отверстие 27.In the upper part of the mounting
Поворотный полок 24 в своей средней части, но предпочтительно в центре, оснащен поворотным кронштейном 28 с закрепленной на нем ломающейся стрелой 29 с оконечником 30, причем вылет стрелы 29 выполнен с возможностью выхода оконечника 30 за пределы монтажной рамы 7 при любом положении поворотного кронштейна 28, зависящем от положения поворотного полка 24. Оконечник 30 ломающейся стрелы 29 может быть выполнен в виде кранового крюка (изображен на чертежах) или манипулятора (условно не показан), что позволяет одинаково успешно производить качественную сборку тюбинговой крепи 3 и манипулировать единичными секциями тюбингов.The
Верхняя часть монтажной рамы 7 содержит подвижный монтажный полок 31 для поджатия собранного ряда тюбингов 3 к верхнему ряду ранее собранных тюбингов 3, что позволяет выбрать имеющиеся зазоры и произвести качественную сборку крепи.The upper part of the mounting
По одному из исполнений устройства 2 для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ его монтажная рама 7 в своей нижней части содержит расположенные по периметру направленные вниз опорные домкраты 12, выполненные с возможностью контакта и одновременного ступенчатого перемещения относительно забойной рамы 4 породоразрушающего агрегата 1 (т.н. невисячая конструкция).According to one embodiment of the
По другому исполнению - монтажная рама 7 в своей верхней части содержит элементы крепления 32 подвесных канатов 11 тяговых лебедок (т.н. висячая конструкция).According to another design, the mounting
Кроме этого, монтажная рама 7 в своей верхней части за пределами поворотного полка 24, например, непосредственно на монтажном полке 32 для поджатия тюбингов 3, может быть снабжена опалубкой 33 и гидроцилиндрами 34 ее поджатия в направлении стенок ствола шахты. Таким образом, расширяются технологические возможности устройства 2 для возведения армирующей тюбинговой крепи 3. Бывает так, что, например, шахтный ствол армируют тюбингами 3, но часть ствола по ряду причин армируют бетоном 3′ и далее снова продолжают армировать тюбингами 3. Настоящее устройство 2 позволяет с минимальными усилиями и затратами произвести переналадку оборудования на измененную технологию армирования.In addition, the mounting
Устройство 2′ для возведения армирующей крепи 3′ по второму варианту содержит монтажную раму 7′, со стороны боковой поверхности которой расположены направленные в стороны распорные домкраты 8, а в своей верхней части рама 7′ содержит опалубку 33 с гидроцилиндрами 34 ее поджатия в направлении стенок ствола шахты и стационарный (т.е. неподвижный, не вращающийся в отличие от первого варианта) полок 35 с, по меньшей мере, двумя, оснащенными раструбами-ограждениями 26 сквозными отверстиями 27, которые из-за неподвижности полка 35 расширяют возможности доставки бадьи 36 в нужное место на дне забоя. Как видно, настоящие признаки присущи многим известным устройствам аналогичного назначения, однако благодаря оснащению монтажной рамы 7′ в ее нижней части расположенными по периметру направленными вниз опорными домкратами 12 (при отсутствии подвесных канатов 11), выполненными с возможностью одновременного ступенчатого перемещения, заявленное устройство 2′ приобретает новые эксплуатационные возможности - способность контролировать запас хода до породоразрушающего агрегата 1 (держаться на расстоянии, обеспечивающем безостановочную работу), что положительно отразится на качестве возведения армирующей (гидроизолирующей) бетонной крепи 3′. Тем самым, так же, как и в первом варианте, реализуется инновационная технология, когда разработку забоя в глубину и уборку разрушенной породы будет можно осуществлять независимо от этапов сборки и установки армирующей крепи 3′ (см. выше) и наоборот.The
Следует отметить, что способ сооружения шахтного ствола, выполненный согласно настоящему изобретению может быть реализован на существующем (известном, типовом) горнопроходческом оборудовании. Для этого нужно произвести хотя бы частичную модернизацию любого известного стволопроходческого комбайна путем замещения его породоразрушающего и отгрузочного оборудования на породоразрушающий агрегат 1, выполненный согласно изобретению, оставив при этом «родное» оборудование для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′, или произвести частичную модернизацию путем замещения оборудования для возведения армирующей крепи на аналогичное устройство 2 или 2′, выполненное согласно изобретению, оставив при этом «родное» породоразрушающее оборудование. Во всех случаях можно будет повысить производительность проходки и стабилизировать качество возведения армирующей крепи 3 и/или 3′, однако получить наибольшую производительность проходки, получить наиболее стабильное качество возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ и обеспечить более высокую надежность работы оборудования можно лишь при использовании всех изобретений группы.It should be noted that the method of construction of the shaft shaft, made according to the present invention can be implemented on existing (known, typical) mining equipment. For this, it is necessary to make at least a partial modernization of any known shaft-cutting combine by replacing its rock cutting and shipping equipment with a
Реализацию изобретений рассмотрим на следующих примерах.The implementation of the inventions will consider the following examples.
Пример 1. Общий случай возведения шахтного ствола с армирующей (гидроизолирующей) тюбинговой крепью 3.Example 1. The general case of the construction of a shaft with a reinforcing (waterproofing)
Предполагается, что все предварительные мероприятия и работы по строительству вертикального шахтного ствола выполнены.It is assumed that all preliminary activities and work on the construction of a vertical shaft shaft have been completed.
В исходном положении стволопроходческого комбайна его породоразрушающий агрегат 1 располагается внизу забоя и опирается на его дно посредством опорных домкратов 5, штоки которых частично втянуты вовнутрь цилиндров - т.н. нижнее положение. Штоки распорных домкратов 6 выдвинуты в направлении стенок забоя с таким расчетам, чтобы надежно зафиксировать забойную раму 4 соосно стволу шахты. Цапфа 15 породоразрушающего органа 17 (22) втянута в поворотное основание 13. Поворотная рукоять 16 занимает крайнее положение, например, со смещением к центру забойной рамы 4. Погрузочный орган с ломающейся стрелой 20 и ковшом 21 находится в нерабочем состоянии. Бадья 36 в забое отсутствует.In the initial position of the stem-harvester, its
Также, в исходном положении стволопроходческого комбайна его устройство 2 для возведения армирующей крепи находится на некотором удалении от породоразрушающего агрегата 1, исключающем физический контакт работающего технологического оборудования, при этом штоки распорных домкратов 8 упираются в стенку ствола, фиксируя монтажную раму 7 соосно стволу шахты, при этом монтажная рама 7 своими опорными домкратами 12, опирается на забойную раму 4, причем следует отметить два характерных положения обеих рам - монтажной 7 и забойной 4 относительно друг друга. В самом нижнем положении монтажной рамы 7 относительно забойной рамы 4 штоки опорных домкратов 12 втянуты в цилиндры, при этом между верхней частью монтажной рамы 7 и нижней границей тюбинговой крепи 3 имеется рабочее пространство для установки очередного кольца из единичных тюбингов 3. В самом верхнем положении (или одном из нескольких верхних положений) монтажной рамы 7 штоки опорных домкратов 12 выдвинуты из цилиндров на всю длину (или выдвинуты на часть длины), что позволяет ступенчато опустить монтажную раму 7 в сторону забойной рамы 4 один или несколько раз для формирования рабочего пространства для установки очередного кольца из единичных тюбингов 3, при этом процесс монтажа тюбингов 3 происходит независимо от работы породоразрушающего агрегата 1.Also, in the initial position of the tunneling combine, its
Работа породоразрушающего агрегата 1 происходит следующим образом.The work of the
Включается привод породоразрушающего органа, например, режущего барабана 22, и привод 37 поступательного движения цапфы 15 поворотной рукояти 16. Породоразрушающий орган 22 заглубляется в породу на заданную глубину, после чего поворотная рукоять 16 за счет привода 38 начинает движение из одного крайнего положения в другое, при этом шток одного из опорных домкратов 5, находящийся на пути следования породоразрушающего органа 22 втягивается в цилиндр, освобождая место для беспрепятственной механической обработки забоя. Породоразрушающий орган 22 продолжает вращение. Достигнув крайнего положения, включается привод 14 поворотного основания 13 забойной рамы 4. Пройдя расстояние примерно равное диаметру породоразрушающего органа 22, поворотное основание 13 останавливается и включается привод 38 движения рукояти 16 в очередное крайнее положение. Так продолжается несколько раз, пока часть забоя не будет заполнена измельченной (разрушенной) породой, достаточной для начала работы погрузочного органа (экскаватора). В забой через раструб-ограждение 26 сквозного отверстия 27 поворотного полка 24 устройства 2 для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ и через сквозное окно 18 поворотного основания 13 породоразрушающего агрегата 1 подают подвешенную на канате бадью 36. Начинается процесс ее заполнения ковшом 21 погрузочного органа. При необходимости крупные куски породы дробятся на более мелкие с помощью гидромолота 23, размещенного на поворотной ломающейся стреле 20 погрузочного органа.The drive of the rock cutting body, for example, the cutting
Породоразрушающий орган, оснащенный необходимым породоразрушающим инструментом - режущим барабаном 22, - продолжает разрушать породу, при этом штоки очередных опорных домкратов 5 втягиваются в цилиндры, освобождая место забоя под разработку породы, а штоки домкратов 5, под которыми порода удалена вновь выдвигаются, но уже на большую длину - с поправкой на разработанную глубину забоя.The rock-breaking organ, equipped with the necessary rock-cutting tool - cutting
Породоразрушающий и погрузочный органы работают в технологически самостоятельных зонах 9 и 10, но имеющих небольшую зону пересечения, поэтому в момент, когда породоразрушающий орган 22 входит в зону работы ковша 21 погрузочного органа срабатывает автоматика, ограничивающая дальнейшее складывание ломающейся стрелы 20 с ковшом 21. В это время ковшом 21 обрабатывают периферию забоя - подвигая остатки породы от стенки ближе к центру или разрушая крупные куски породы установленным на стреле 20 гидромолотом 23. По выходе породоразрушающего органа 22 из зоны работы ковша 21 погрузочного органа, последний продолжает свою работу без технологических ограничений.The rock-breaking and loading bodies work in technologically
Заполненную бадью 36 с помощью каната и лебедки удаляют из забоя на поверхность земли и в забой спускают пустую бадью 36.The filled
Процесс разработки забоя ведется непрерывно до тех пор, пока не будет разработана вся площадь забоя и не будет удалена вся разрушенная порода вместе с бадьей 36. В случае если породоразрушающий орган 22 подошел к скальным породам поворотную рукоять 16 оснащают шарошечным инструментом (условно не показан) и таким образом осуществляют проходку сложного участка. Безусловно, скорость проходки упадет, но учитывая запас хода Δ между породоразрушающим агрегатом 1 и устройством 2 для возведения армирующей крепи 3, последнее не будет остановлено. Впоследствии запас хода Δ снова будет доведен до нормы - технологически установленной величины. После всего, включая смену и замену инструмента, породоразрушающий орган 17, а именно, режущий барабан 22 переводится в крайнее «центральное» положение, а погрузочный орган с ломающейся стрелой 20 и ковшом 21 переводят в нерабочее состояние.The process of developing the face is conducted continuously until the entire area of the face has been developed and all the destroyed rock together with the
Снова включают породоразрушающий орган 22, после чего включают привод 37 цапфы 15 поворотной рукояти 16 до момента заглубления породоразрушающего органа 22 на очередной шаг. Далее процесс разработки забоя повторяет описанный выше и так до тех пор, пока цапфа 16 не исчерпает свой ресурс на выдвижение в крайнее нижнее положение.Again include the rock-breaking
После этого цапфа 16 втягивается приводом 37 поступательного движения в поворотное основание 13, а погрузочный орган переводится в нерабочее состояние. Штоки распорных домкратов 6 забойной рамы 4 втягиваются в цилиндры. Штоки опорных домкратов 5 также начинают втягиваться и породоразрушающий агрегат 1 начинает опускаться на следующую позицию вглубь забоя. Одновременно с этим выдвигаются штоки опорных домкратов 12 монтажной рамы 7 устройства 2 для возведения армирующей крепи 3, сохраняя гарантированную механическую связь (опору) с забойной рамой 4.After this, the
При опускании породоразрушающего агрегата 1 может быть включен породоразрушающий орган, что позволит агрегату 1 опуститься в забой еще ниже - на величину высоты, в данном случае, режущего барабана 22, - а, значит, увеличить шаг проходки.When lowering the
Как только породоразрушающий агрегат 1 опустится на установленный уровень, снова включаются распорные домкраты 6, надежно фиксируя забойную раму 4 соосно стволу шахты.As soon as the
Процесс разработки забоя и отгрузки разрушенной породы повторяется.The process of developing the face and shipping the destroyed rock is repeated.
При необходимости породоразрушающий агрегат 1 останавливают для проведения ремонтно-профилактических и других мероприятий или смены инструмента. Все это происходит при плановой безостановочной работе устройства 2.If necessary, the
Независимо от этого происходит параллельное возведение армирующей крепи 3.Regardless of this, the parallel construction of the reinforcing
Работа устройства 2 для возведения, как упоминалось выше, тюбинговой крепи 3 происходит следующим образом.The operation of the
С поверхности земли с помощью канатов, в том числе оснащенных бадьями 36, в шахту спускают элементы тюбинговой крепи 3 и складывают на поворотном полке 24. С помощью кранового оборудования - поворотной и ломающейся стрелы 29 с оконечником 30 (крановым крюком или манипулятором), из единичных тюбинговых элементов 3 по периметру ствола шахты, например, на монтажном полке 31, оснащенном приводом 39 поджатия, собирают тюбинговое кольцо. Для этого тюбинговые элементы 3 либо подтаскивают к месту установки используя тросы, либо устанавливают непосредственно под соответствующим ответным элементом уже возведенной крепи 3. Собранное кольцо ориентировано таким образом, что при включении привода 39 поджатия монтажного полка 31 оно соединится с уже смонтированными тюбингами и соответствующие отверстия нижних фланцев тюбинговой крепи 3 и верхних фланцев тюбингового кольца полностью совпадут или совпадут с частичным смещением, допускающим, тем не менее, установку крепежных элементов. После установки крепежных элементов по утвержденной методике, монтажный полок 31 можно опустить. Используя средства механизации, осуществляют окончательную сборку тюбингов вновь смонтированного кольца с тюбингами нижнего уровня ранее смонтированной крепи 3. Проводят герметизацию стыков в местах контакта соседних тюбинговых элементов 3. Затюбинговое пространство заполняется тампонажным раствором.From the surface of the earth with the help of ropes, including those equipped with
В это же самое время через раструб-ограждение 26 сквозного отверстия 27 в подвижном полке 24 монтажной рамы 7 в забой опускают бадьи 36 и выносят на поверхность земли разрушенную породу. Учитывая тот факт, что подвижное основание 13 забойной рамы 4 породоразрушающего агрегата 1 проворачивается в процессе разработки забоя с помощью привода 14, его сквозное окно 18 также смещается, а это требует, чтобы бадья 36 под действием силы тяжести была беспрепятственно установлена в нужное место на дне забоя. Для этого подвижный полок 24 монтажной рамы 7 может быть оснащен, например, двумя или более сквозными отверстиями 27, оснащенными раструбами-ограждениями 26 для свободного прохода бадьи 36 и защищенного от случайного попадания в него рабочего персонала и, кроме этого полок 24 может проворачиваться вокруг собственной оси в монтажной раме 7 с помощью привода 25, обеспечивая беспрепятственную установку бадьи 36 на дне забоя и эвакуацию породы.At the same time, through the bell-
После сборки очередного шага тюбинговой крепи 3 и заполнения затюбингового пространства тампонажным раствором штоки распорных домкратов 8 втягиваются внутрь цилиндров. Устройство 2 для возведения армирующей крепи 3 остается стоящим своими опорными домкратами 12 на забойной раме 4 породоразрушающего агрегата 1, который продолжает независимую самостоятельную работу. Далее штоки опорных домкратов 12 втягиваются внутрь собственных цилиндров на величину шага возведения очередного ряда элементов тюбинговой крепи 3, включающего необходимый технологический зазор. Если расстояние между рамами 4 и 7 большое, то смещение устройства будет частичным - только для установки очередного ряда тюбингов. При этом остается возможность после монтажа нового шага тюбинговой крепи 3 осуществить очередной шаг (или шаги) смещения устройства 2 при неподвижно стоящей забойной раме 4 породоразрушающего агрегата 1 (например, по причине проведения планового ремонта его рабочих органов). Если же дальнейшее смещение монтажной рамы 7 в сторону забойной рамы 4 невозможно, то следует воспользоваться возможностью смещения вглубь забоя породоразрушающего агрегата 1. Это позволит продолжить независимое от разработки забоя возведение очередного шага тюбинговой крепи 3.After assembling the next step of the
После смещения устройства 2 для возведения армирующей крепи 3 на очередной шаг его монтажная рама 24 фиксируется и позиционируется распорными домкратами 8 на стенке шахтного ствола, при этом сохраняется механическая связь двух рам 7 и 4 посредством опорных домкратов 12 монтажной рамы 7. Таким образом, процесс возведения очередного шага тюбинговой крепи 3 повторяется.After the
Все это происходит независимо от работы или простоя породоразрушающего агрегата 1. Следует отметить, что используя настоящий способ сооружения шахтного ствола, появляется возможность прогнозировать разнообразные мероприятия, а также возможные аварийные ситуации любой единицы технологического оборудования стволопроходческого комбайна. Например, при планировании ремонтных работ следует заранее создать запас хода устройству 2 для возведения армирующей крепи 3, при случайном возникновении аварийной ситуации можно воспользоваться запасом хода Δ, который был сформирован заранее и т.д. Ситуация, когда используют последний шаг смещения устройства 2 для возведения армирующей крепи 3, не имея запаса дальнейшего хода или невозможность смещения породоразрушающего агрегата 1 вглубь забоя, является нетипичной.All this happens regardless of the work or downtime of the
В результате работа стволопроходческого комбайна сводится к тому, что процессы разрушения породы в забое и отгрузка разрушенной породы осуществляются одновременно, но в технологически самостоятельных зонах 9 и 10, и в то же самое время на некотором удалении, гарантирующем безостановочную работу технологического оборудования, происходит возведение армирующей (гидроизолирующей) крепи 3.As a result, the work of the tunneling harvester boils down to the fact that the processes of rock destruction in the bottom and shipping of the destroyed rock are carried out simultaneously, but in technologically
Пример 2. Общий случай возведения шахтного ствола по Примеру 1 с особенностями размещения устройства 2 или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ относительно породоразрушающего агрегата 1 - на подвесных канатах 11 тяговых лебедок.Example 2. The general case of the construction of the shaft shaft according to Example 1 with the features of the placement of the
Настоящий пример предусматривает оснащение стволопроходческого комбайна устройством 2 или 2′ для возведения армирующей крепи, монтажная рама 7 или 7′ которого размещена на подвесных канатах 11 тяговых лебедок с возможностью ступенчатого перемещения в процессе работы. Монтажная рама 7 устройства 2 имеет подвижный полок 24, а монтажная рама 7′ устройства 2′ имеет стационарный полок 35. Такая конструкция комбайна характерна для проходки относительно неглубоких шахтных стволов (до 500 м), а также, может использоваться для частичной последовательной модернизации существующей стволопроходческой техники, когда в существующем комбайне производят замену собственного породоразрушающего органа или части комбайна, отвечающей за разрушение и отгрузку породы, на более современный и производительный породоразрушающий агрегат 1.This example provides the equipment of a shaft-boring combine with a
В этом случае достаточно обеспечить определенную технологическую связь основных элементов стволопроходческого комбайна, чтобы он реализовывал инновационный способ сооружения шахтного ствола. Как и в Примере 1 это независимость этапов разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы от этапов сборки и установки армирующей крепи 3 и/или 3′. При этом между каждым этапом разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы и соответствующим ему этапом сборки и возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ поддерживают запас хода технологического оборудования, в виде разработанного в глубину забоя и/или зазора Δ для формирования последующего шага сборки и возведения армирующей крепи в размере одного или более шагов возведения армирующей крепи 3 и/или 3′. И если в Примере 1 зазор Δ формируется за счет физического взаимодействия монтажной рамы 7 с забойной рамой 4 посредством опорных домкратов 12, то в настоящем примере зазор Δ формируется за счет согласованной и выверенной работы подвесных канатов 11 тяговых лебедок. Если в Примере 1 зазор Δ ограничен возможностями рабочих ходов опорных домкратов 12, то в настоящем примере зазор Δ ограничен, фактически, требованиями безопасности к допустимой глубине разработанного забоя, зависящей от устойчивости стенок ствола. Очевидно, что в прочных породах глубина разработанного забоя будет значительно больше глубины забоя в неустойчивых обводненных грунтах и т.д.In this case, it is enough to provide a certain technological connection of the main elements of the shaft-cutting combine so that it implements an innovative method of constructing a shaft shaft. As in Example 1, this is the independence of the stages of the development of the face in depth and cleaning of the destroyed rock from the stages of assembly and installation of reinforcing
Так же, как и в Примере 1 устройство 2 или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ вначале фиксируется и позиционируется распорными домкратами 8 на стенке шахтного ствола. Степень и прочность фиксации устройства 2 или 2′ на стенке ствола достаточна для производства монтажа тюбинговой 3 или бетонной 3′ крепи. В этом случае подвесные канаты 11 тяговых лебедок просто дублируют надежность фиксации упомянутого технологического передела и обеспечивают возможность смещения оборудования на очередной рабочий шаг.As in Example 1, a
В остальном работа комбайна аналогична его работе в Примере 1.The rest of the work of the harvester is similar to its work in Example 1.
Пример 3. Особенности возведения шахтного ствола с комбинированной армирующей (гидроизолирующей) крепью 3 и 3′.Example 3. Features of the construction of the shaft with a combined reinforcing (waterproofing) lining 3 and 3 ′.
В ряде случаев при сооружении шахтного ствола требуется возведение комбинированной армирующей (гидроизолирующей) крепи 3 и 3′. Например, одна часть крепи выполняется бетонной 3′, другая часть - тюбинговой 3, или наоборот.In some cases, the construction of a shaft shaft requires the construction of a combined reinforcing (waterproofing) lining 3 and 3 ′. For example, one part of the lining is concrete 3 ′, the other part is
В этом случае устройство 2 для возведения армирующей крепи 3 и 3′ выполнено универсальным. Изначально оно оборудовано под монтаж тюбинговой крепи 3, включает поворотный полок 24 с приводом 25 его поворота, при этом монтажная рама 7 в своей верхней части - за пределами поворотного полка 24, например, на монтажном полке 31 для поджатия тюбингов 3, может быть снабжена опалубкой 33 и гидроцилиндрами 34 ее поджатия в направлении стенок ствола шахты.In this case, the
Устройство 2 для возведения армирующей крепи 3 и 3′ может взаимодействовать с забойной рамой 4 породоразрушающего агрегата 1 посредством опорных домкратов 12 или быть подвешенным на канатах 11 тяговых лебедок.The
Проходка шахтного ствола и возведение тюбинговой крепи 3 происходят аналогично Примеру 1.The passage of the shaft shaft and the construction of the tubing lining 3 are similar to Example 1.
При необходимости перехода на бетонную крепь 3′ соответствующее устройство 2 смещают вниз забоя на величину шага возведения теперь уже бетонной крепи 3′, позиционируют относительно оси ствола и фиксируют, при этом проводят необходимые мероприятия, обеспечивающие прочную механическую связь и гидроизоляционные свойства двух видов соединения - тюбингового 3 и бетонного 3′. Одновременно на монтажном полке 31 для поджатия тюбингов 3 монтируют опалубку 33 и гидроцилиндры 34 ее поджатия к стенке ранее установленной тюбинговой крепи 3. Включают гидроцилиндры 34 поджатия опалубки 33, фиксируя таким образом форму ствола и формируя замкнутую полость под заливку бетона. К опалубке 33 подводят бетонопроводную арматуру 40 и осуществляют ее связь с полостью между опалубкой 33 и стенкой ствола.If it is necessary to switch to
Включают подачу раствора бетона и по отработанной технологии производят заливку им выделенной замкнутой полости. После выдержки раствора он затвердевает и бетонная крепь 3′ приобретает требуемые свойства.The concrete mortar is turned on, and, according to the proven technology, the selected closed cavity is filled with it. After holding the mortar, it hardens and the
Производят отключение гидроцилиндров 34 поджатия и опалубка 33 отлипает от сформированного бетонного кольцевого фрагмента. Отключают гидроцилиндры распорных домкратов 8 монтажной рамы 7, производят смещение устройства 2 для возведения крепи 3 на очередной шаг в глубину забоя. Далее устройство 2 снова позиционируют, фиксируют и осуществляют монтаж очередного бетонного кольцевого фрагмента. И так далее.The preload
Аналогичным образом, при необходимости, осуществляют обратный переход - с бетонной 3′ армирующей (гидроизолирующей) крепи на тюбинговую 3.Similarly, if necessary, carry out the reverse transition - from
Пример 4. Особенности возведения шахтного ствола с армирующей (гидроизолирующей) бетонной крепью 3′.Example 4. Features of the construction of a mine shaft with reinforcing (waterproofing)
В отличие от предыдущего Примера 3, когда в качестве устройства для возведения армирующей крепи использовалось универсальное устройство 2, позволяющее монтировать тюбинговую крепь 3 и, после переналадки, возводить бетонную крепь 3′, в настоящем примере опишем специализированное устройство 2′ для возведения исключительно бетонной армирующей крепи 3′. Настоящее устройство 2′ имеет упрощенную конструкцию, например, его монтажная рама 7′ имеет стационарный полок 35 с, как правило, двумя, оснащенными раструбами-ограждениями 26 сквозными отверстиями 27. В эти отверстия 27 последовательно или в ином порядке спускают бадьи 36 для отгрузки разрушенной породы. Монтажная рама 7′ в своей верхней части содержит опалубку 33 с гидроцилиндрами 34 ее поджатия в направлении стенок ствола шахты.Unlike the previous Example 3, when a
В своей нижней части монтажная рама 7′ оснащена расположенными по периметру направленными вниз опорными домкратами 12, взаимодействующими с забойной рамой 4 породоразрушающего агрегата 1 и обеспечивающими между двумя специализированными устройствами 1 и 2′ необходимую технологическую связь, что подробно описано в Примерах 1 и 2.In its lower part, the mounting
Допустим, что разработка забоя ведется по отработанному технологическому процессу (см. Примеры 1 и 2). Устройство 2′ для возведения бетонной крепи 3 за счет втягивания штоков опорных домкратов 12 монтажной рамы 7′ внутрь цилиндров занимает положение, характерное для возведения следующего участка бетонной крепи 3′. Опалубка 33 при этом отжата от стенок шахты, что не препятствует смещению устройства 2′ вниз по стволу. Монтажная рама 7′ (и устройство 2′ в целом) фиксируется и позиционируется распорными домкратами 8 на стенке шахтного ствола. После этого через одно из сквозных отверстий 27 стационарного полка 35 через раструб-ограждение 26 возможна подача в забой бадьи 36 для забора очередной порции разрушенной породы. Одновременно или параллельно этому опалубку 33 при помощи гидроцилиндров 34 прижимают к стенке ранее возведенной крепи 3′, фиксируя таким образом форму ствола и обеспечивая при этом необходимую герметичность сформированной между стенкой забоя и внутренней стенки опалубки 33 полости. К опалубке подводят бетонопроводную арматуру 40 и осуществляют ее связь с полостью между опалубкой 33 и стенкой ствола.Assume that the development of the face is carried out according to the developed technological process (see Examples 1 and 2). The
Включают подачу раствора бетона и по отработанной технологии производят заливку им выделенной полости - очередного фрагмента бетонной крепи 3′. После выдержки раствора он затвердевает и бетонная крепь 3′ приобретает требуемые прочностные и другие технологические свойства.The concrete mortar is turned on, and according to the proven technology, the selected cavity is poured with it - another fragment of the
Далее производят отключение гидроцилиндров 34 поджатия, опалубка 33 отлипает от сформированного бетонного кольца 3′, отключают гидроцилиндры распорных домкратов 8 монтажной рамы 7′, происходит смещение устройства 2′ для возведения крепи 3′ на очередной шаг в глубину забоя. Далее устройство 2′ снова позиционируют, фиксируют и осуществляют монтаж очередного фрагмента бетонной крепи 3′. И так далее.Next, the preload
Независимо от этого производится разработка забоя и уборка разрушенной породы.Regardless of this, the development of the face and cleaning of the destroyed rock is carried out.
Дополнительно следует отметить, что возведение исключительно бетонной армирующей крепи 3′ может возводиться универсальным устройством 2, монтажная рама 7 которого, а точнее - ее монтажный полок 24, - оснащен опалубкой 33 и гидроцилиндрами 34 ее поджатия в направлении стенок ствола шахты. Возможность возведения бетонной крепи 3′ устройством 2 описана в Примере 3, при этом его параметрический резерв по возведению тюбинговой крепи 3 временно не используется.In addition, it should be noted that the erection of exclusively concrete reinforcing lining 3 ′ can be erected by a
Ранее описанные примеры реализации изобретений касались их комплексного использования. Однако получить заявленный технический результат можно в результате частичного использования изобретений, например, в результате модернизации существующих (известных) стволопроходческих комбайнов. Для этого они должны стать способными реализовывать заявленный принцип независимости разработки забоя и отгрузки разрушенной породы, и установки (возведения) армирующей крепи 3 и/или 3′. Рассмотрим это на некоторых типовых примерах.The previously described examples of implementation of the inventions related to their integrated use. However, the claimed technical result can be obtained as a result of the partial use of inventions, for example, as a result of the modernization of existing (known) stem-harvesters. To do this, they must become able to implement the stated principle of independence in the development of the face and shipment of the destroyed rock, and the installation (erection) of reinforcing
Пример 5. Модернизация известного стволопроходческого комбайна - первый вариант.Example 5. The modernization of the well-known stemming combine harvester is the first option.
Предположим, что известный стволопроходческий комбайн смонтирован на единой раме, в нижней части которой размещается оборудование для разрушения породы, а в верхней - оборудование для установки (возведения) армирующей крепи 3 и/или 3′. Кроме этого, на раме смонтировано некое оборудование для загрузки разрушенной породы в бадьи. Комбайн подвешен на канатах и его пошаговое смещение в глубину осуществляется с поверхности земли путем соответствующего управления работой тяговых лебедок. Существует потребность увеличить глубину сооружения шахтного ствола, сократить сроки его строительства при сохранении всех нормативных требований к качеству возведения армирующей (гидроизолирующей) крепи 3 и/или 3′.Suppose that a well-known stem-boring combine is mounted on a single frame, in the lower part of which equipment for rock destruction is located, and in the upper part there is equipment for installing (erecting) reinforcing
Принимается решение модернизировать комбайн в части замены оборудования для проходки забоя и отгрузки разрушенной породы и внедрения системы управления, реализующей новый способ сооружения шахтного ствола.A decision is made to upgrade the harvester in terms of replacing equipment for sinking and shipping the destroyed rock and introducing a control system that implements a new method for constructing a mine shaft.
Соответствующее оборудование и собственная система управления демонтируются с комбайна (или консервируются на нем). На комбайне в качестве рабочей оставляют единственную функцию - возведения армирующей крепи 3 и/или 3′. Комбайн вывешивают на подвесных канатах 11 тяговых лебедок с таким расчетом, чтобы в глубине забоя было можно произвести монтаж породоразрушающего агрегата 1, выполненного согласно изобретению.Appropriate equipment and its own control system are dismantled from the harvester (or canned on it). The only function left on the combine as a worker is the erection of reinforcing
В забой, под модернизируемый комбайн подают элементы (фрагменты, узлы, детали и пр.) породоразрушающего агрегата 1. Производят его монтаж согласно конструкторско-технологической документации. С помощью новой системы управления производят технологическую увязку смонтированного породоразрушающего агрегата 1 и «остатков» модернизируемого комбайна, отвечающих за возведение армирующей крепи 3 и/или 3′.In the face, under the modernized combine harvester, elements (fragments, units, parts, etc.) of the
Работа модернизированного стволопроходческого комбайна аналогична описанной в предыдущих примерах.The operation of the upgraded stem-boring combine is similar to that described in the previous examples.
Следует отметить, что в ряде случаев модернизируемый комбайн можно оснастить опорными домкратами, аналогичными домкратам 12 для осуществления управляемой механической связи с породоразрушающим агрегатом 1. Это, в частности, позволит отказаться от подвесных канатов 12 и тяговых лебедок, ограничивающих глубину проходки шахтного ствола. Таким образом, модернизированный комбайн станет способным сооружать шахтные стволы значительно большей глубины.It should be noted that in some cases, the upgraded combine can be equipped with support jacks similar to
Пример 6. Модернизация известного стволопроходческого комбайна - второй вариант.Example 6. The modernization of the well-known stemming combine harvester - the second option.
Как и в предыдущем примере, известный стволопроходческий комбайн смонтирован на единой раме, в нижней части которой размещается оборудование для разрушения породы, а в верхней - оборудование для установки (возведения) армирующей крепи 3 и/или 3′. На раме также смонтировано оборудование для загрузки разрушенной породы в бадьи. Комбайн подвешен на канатах и его пошаговое смещение в глубину осуществляется с поверхности земли путем соответствующего управления работой тяговых лебедок. Существует потребность сократить сроки строительства шахтного ствола при сохранении всех нормативных требований к качеству возведения армирующей (гидроизолирующей) крепи 3 и/или 3′.As in the previous example, the well-known shaft-boring combine is mounted on a single frame, in the lower part of which is equipment for rock destruction, and in the upper - equipment for installing (erecting) reinforcing
Принимается решение модернизировать комбайн в части замены оборудования для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ и внедрения системы управления, реализующей новый способ сооружения шахтного ствола.A decision is made to upgrade the harvester in terms of replacing equipment for the construction of reinforcing
Комбайн находится в подвешенном на канатах 11 состоянии. Установленные на поверхности земли тяговые лебедки будут продолжать осуществлять его пошаговое смещение в глубину разработки. Соответствующее оборудование для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ и собственная система управления демонтируются с комбайна (или консервируются на нем). На комбайне в качестве рабочей оставляют единственные функции - разработку забоя и отгрузку разрушенной породы.The harvester is suspended on
В забой подают элементы (фрагменты, узлы, детали и пр.) устройства 2 или 2′ для возведения армирующей тюбинговой 3 и/или бетонной 3′ крепи и над модернизируемым комбайном согласно конструкторско-технологической документации осуществляют его монтаж. С помощью новой системы управления производят технологическую увязку смонтированного устройства 2 или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ и «остатков» модернизируемого комбайна, отвечающих за разработку забоя и отгрузку разрушенной породы.Elements (fragments, units, parts, etc.) of a
Работа модернизированного настоящим образом стволопроходческого комбайна аналогична описанной в предыдущих примерах.The operation of the shaft-harvester upgraded in the present way is similar to that described in the previous examples.
Следует отметить, что в ряде случаев устройство 2 или 2′ для возведения армирующей крепи 3 и/или 3′ может быть оснащено опорными домкратами 12 для осуществления управляемой механической связи с рамой модернизируемого комбайна. Это, в частности, позволит отказаться от вывешивания устройства 2 или 2′ для возведения крепи 3 и/или 3′ на подвесных канатах 11 тяговых лебедок. Таким образом, модернизированный комбайн станет способным сооружать шахтные стволы в более короткие сроки при сохранении стабильного качества возведения армирующей (гидроизолирующей), как тюбинговой 3, так и бетонной 3′ крепи или сочетания обоих видов крепи.It should be noted that in some cases, the
Настоящие примеры не являются исчерпывающими при реализации заявленной группы изобретений. Возможны и другие примеры, особенностью которых будет использование упомянутых существенных признаков группы изобретений в сочетаниях, обеспечивающих требуемый и достаточный для конкретных производственных целей технический результат.These examples are not exhaustive in the implementation of the claimed group of inventions. Other examples are possible, the feature of which will be the use of the mentioned essential features of the group of inventions in combinations providing the required and sufficient technical result for specific production purposes.
Безусловно, при раскрытии примеров реализации изобретений не описывались нетипичные случаи, связанные с работой оборудования (аварийные остановки, внеплановые работы, непрогнозируемые дефекты выработок и т.д.), однако во всех случаях ущерб от их проявления не может и не должен существенно сказаться на конечном результате - надежной работе оборудования и быстром, качественном и надежном сооружении вертикальных шахтных стволов горных предприятий.Of course, the disclosure of examples of the implementation of the inventions did not describe atypical cases associated with the operation of equipment (emergency stops, unscheduled work, unpredictable defects in workings, etc.), but in all cases the damage from their manifestation cannot and should not significantly affect the final the result is reliable operation of the equipment and fast, high-quality and reliable construction of vertical shaft shafts of mining enterprises.
В результате использования изобретений увеличилась скорость проходки вертикальных шахтных стволов и стабилизировалось качество возведения их армирующей (гидроизолирующей) тюбинговой и/или бетонной крепи. В максимальной степени реализован принцип «параллельности» в технологическом процессе проходки и строительства шахтных стволов. Увеличилась надежность работы оборудования - комбайна в целом и его исполнительных устройств, каждый из которых, как в целом, так и по отдельности решают свою часть общественной потребности в строительстве современных сооружений горных предприятий.As a result of the use of inventions, the rate of penetration of vertical shaft shafts increased and the quality of the construction of their reinforcing (waterproofing) tubing and / or concrete lining was stabilized. The principle of "parallelism" in the technological process of sinking and construction of mine shafts is implemented to the maximum extent. The reliability of the equipment - the combine harvester as a whole and its executive devices has increased, each of which, both as a whole and individually, solves its part of the public need for the construction of modern structures of mining enterprises.
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015103007/03A RU2592580C1 (en) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | Method of well shaft construction, shaft sinking combine, rock destruction unit and reinforcing support erection device (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015103007/03A RU2592580C1 (en) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | Method of well shaft construction, shaft sinking combine, rock destruction unit and reinforcing support erection device (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2592580C1 true RU2592580C1 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=56556942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015103007/03A RU2592580C1 (en) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | Method of well shaft construction, shaft sinking combine, rock destruction unit and reinforcing support erection device (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2592580C1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171309U1 (en) * | 2016-10-03 | 2017-05-29 | Александр Александрович Кисель | UNIT FOR CONSTRUCTION OF A TILT BAR |
RU2685517C1 (en) * | 2018-05-15 | 2019-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Method of constructing shaft and shaft sinking combine |
CN111779487A (en) * | 2020-07-17 | 2020-10-16 | 中铁十二局集团有限公司 | Construction method of end well of automatic footpath |
RU2758137C1 (en) * | 2021-03-05 | 2021-10-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Method for installation of tubbing rings and suspensions |
EP3845738A4 (en) * | 2018-08-28 | 2022-04-13 | Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennost'yu "Skuratovskiy Opytno-Eksperimental'nyy Zavod" | Mine shaft construction method and shaft sinking machine |
CN114411811A (en) * | 2022-03-01 | 2022-04-29 | 齐齐哈尔璞世科技有限公司 | Manufacturing method of vertical shaft in rock geological environment |
WO2023025341A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | Redpath Deilmann Gmbh | Shaft excavator |
RU2808802C1 (en) * | 2023-07-24 | 2023-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Walking mine shelf |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1177489A1 (en) * | 1982-06-28 | 1985-09-07 | Научно-Исследовательский Институт Строительства Угольных И Горно-Рудных Предприятий | Installation for sinking vertical mine shafts |
WO1986000955A1 (en) * | 1984-07-31 | 1986-02-13 | The Robbins Company | Shaft boring machine and method |
RU2141030C1 (en) * | 1997-04-24 | 1999-11-10 | ЗАО "Горнопроходческий трест "Спецтоннельстрой" | Device for construction of mine shafts |
RU2398967C1 (en) * | 2009-07-23 | 2010-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный горный университет (МГГУ) | Method for tunnelling of vertical shafts in watered unstable rocks and device for its realisation |
RU119031U1 (en) * | 2012-04-09 | 2012-08-10 | Элвин Холдингс Лимитед, | UNIT FOR PERFORMING VERTICAL BARKS OF MOUNTAIN ENTERPRISES AND INSTALLATION OF WATERPROOF MOUNTING FASTENERS |
RU2539454C1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-01-20 | Александр Александрович Кисель | Construction method of process branch of vertical well shaft and device for its implementation |
-
2015
- 2015-01-30 RU RU2015103007/03A patent/RU2592580C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1177489A1 (en) * | 1982-06-28 | 1985-09-07 | Научно-Исследовательский Институт Строительства Угольных И Горно-Рудных Предприятий | Installation for sinking vertical mine shafts |
WO1986000955A1 (en) * | 1984-07-31 | 1986-02-13 | The Robbins Company | Shaft boring machine and method |
RU2141030C1 (en) * | 1997-04-24 | 1999-11-10 | ЗАО "Горнопроходческий трест "Спецтоннельстрой" | Device for construction of mine shafts |
RU2398967C1 (en) * | 2009-07-23 | 2010-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный горный университет (МГГУ) | Method for tunnelling of vertical shafts in watered unstable rocks and device for its realisation |
RU119031U1 (en) * | 2012-04-09 | 2012-08-10 | Элвин Холдингс Лимитед, | UNIT FOR PERFORMING VERTICAL BARKS OF MOUNTAIN ENTERPRISES AND INSTALLATION OF WATERPROOF MOUNTING FASTENERS |
RU2539454C1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-01-20 | Александр Александрович Кисель | Construction method of process branch of vertical well shaft and device for its implementation |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171309U1 (en) * | 2016-10-03 | 2017-05-29 | Александр Александрович Кисель | UNIT FOR CONSTRUCTION OF A TILT BAR |
RU2685517C1 (en) * | 2018-05-15 | 2019-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Method of constructing shaft and shaft sinking combine |
EP3845738A4 (en) * | 2018-08-28 | 2022-04-13 | Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennost'yu "Skuratovskiy Opytno-Eksperimental'nyy Zavod" | Mine shaft construction method and shaft sinking machine |
CN111779487A (en) * | 2020-07-17 | 2020-10-16 | 中铁十二局集团有限公司 | Construction method of end well of automatic footpath |
CN111779487B (en) * | 2020-07-17 | 2022-03-08 | 中铁十二局集团有限公司 | Construction method of end well of automatic footpath |
RU2758137C1 (en) * | 2021-03-05 | 2021-10-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Method for installation of tubbing rings and suspensions |
WO2023025341A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | Redpath Deilmann Gmbh | Shaft excavator |
CN114411811A (en) * | 2022-03-01 | 2022-04-29 | 齐齐哈尔璞世科技有限公司 | Manufacturing method of vertical shaft in rock geological environment |
RU2808802C1 (en) * | 2023-07-24 | 2023-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Walking mine shelf |
RU2817422C1 (en) * | 2023-10-23 | 2024-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" | Method for reconstruction of shaft support and unit for implementation of method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2592580C1 (en) | Method of well shaft construction, shaft sinking combine, rock destruction unit and reinforcing support erection device (versions) | |
US9995086B2 (en) | Center-pillared full-face shaft drilling machine | |
RU2600807C1 (en) | Shaft sinking combine | |
AU2013204232A1 (en) | Helical drill bit for an auger of a ground excavation assembly, in particular for building excavated piles, and drilling method that uses such a bit | |
CN110904867B (en) | Construction method for dismantling upper-span existing line arch bridge | |
RU2141030C1 (en) | Device for construction of mine shafts | |
JP2019148070A (en) | Construction method of underground structure | |
CN105970992A (en) | Construction process for superlarge-section and large-dip-angle tunnel type pile foundation | |
RU137573U1 (en) | MECHANIZED COMPLEX FOR PERFORMING VERTICAL TRUNKS OF MINING ENTERPRISES | |
RU2502873C1 (en) | Shaft lining, complex for its erection and method of its erection | |
CN104989409A (en) | Full-face excavation method after vertical shaft small-face pore forming | |
RU2547851C1 (en) | Method of cyclic sinking of vertical mine shafts and device for its implementation | |
JP4070514B2 (en) | How to build a canal | |
CN108547624B (en) | A kind of method that tunnel piercing main bearing retreats | |
CN115492583A (en) | Construction process of outlet shaft under rock mass crushing condition | |
RU2715773C1 (en) | Tunneling machine | |
KR20070008199A (en) | Shaft enlargement machine | |
CN114922557B (en) | Protection device and hole digging method for underground operation of manual hole digging pile | |
JPH0534475B2 (en) | ||
CN105951866A (en) | Ultralarge section inclined single-pile foundation construction process based on vertical lifting system | |
JPH05248163A (en) | Excavation work for deep foundation | |
JPS62158690A (en) | Underground storage facility and execution method thereof | |
RU2561124C1 (en) | Method of erection of vertical cylindrical wells and extraction combine for method implementation | |
CN114278305A (en) | Hole expanding type vertical shaft tunneling machine and construction method thereof | |
CN116378034A (en) | Demolition process and auxiliary demolition equipment for subway connecting channel |